需要高通量篩選的工作流程

高通量篩選的主要目標(biāo)是通過(guò)快速分析大量潛在的生物調(diào)節(jié)劑來(lái)確定那些對(duì)特定靶點(diǎn)具有預(yù)期效果的調(diào)節(jié)劑，從而簡(jiǎn)化藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程。HTS 通常用于以下工作流程：

• 藥物發(fā)現(xiàn)： 確定與特定生物靶點(diǎn)相互作用的潛在候選藥物。
• 功能基因組學(xué)： 了解基因功能并確定在特定途徑中發(fā)揮作用的基因。
• 毒理學(xué)： 評(píng)估各種化合物的潛在毒性。
• 通路分析： 確定特定細(xì)胞通路中的關(guān)鍵角色。

高通量篩選過(guò)程概述

步驟 1：樣本和化合物庫(kù)匯編

這一步驟需要選擇與生物相關(guān)的靶點(diǎn)，通常是已知在疾病或其他相關(guān)過(guò)程中發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)或細(xì)胞通路。與此同時(shí)，還要?jiǎng)?chuàng)建或采購(gòu)各種化合物。這些化合物的數(shù)量從數(shù)千種到數(shù)百萬(wàn)種不等，它們構(gòu)成了 “化合物庫(kù)”，將用于篩選針對(duì)目標(biāo)的潛在活性。

步驟 2：開(kāi)發(fā)與高通量兼容的檢測(cè)方法

HTS 流程的核心是設(shè)計(jì)和應(yīng)用有效的檢測(cè)方法。這不是普通的測(cè)試；它是精心定制的，用于衡量庫(kù)中化合物對(duì)指定生物靶點(diǎn)的影響。要在 HTS 環(huán)境中發(fā)揮有效作用，檢測(cè)方法必須對(duì)最微小的變化具有超靈敏度，并能靈活管理大量樣品。此外，在向自動(dòng)化過(guò)渡的過(guò)程中，還需要針對(duì)讀板器等設(shè)備對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化，這通常意味著檢測(cè)方法需要針對(duì) 96 孔板或 384 孔板等格式進(jìn)行定制。除此以外，確保檢測(cè)在大量樣品中的穩(wěn)定性和可重復(fù)性也至關(guān)重要。

• 基于細(xì)胞的檢測(cè)：在這里，活細(xì)胞占據(jù)中心位置。在這些細(xì)胞內(nèi)對(duì)化合物進(jìn)行測(cè)試，以確定其效果，無(wú)論是對(duì)細(xì)胞健康、增殖還是獨(dú)特的細(xì)胞反應(yīng)。
• 生化試驗(yàn)： 進(jìn)一步放大，這些試驗(yàn)使用純化的蛋白質(zhì)或特定的生物大分子來(lái)確定化合物的影響。通常，這可以是酶動(dòng)力學(xué)探索或細(xì)微的結(jié)合試驗(yàn)。
• 表型測(cè)定： 從更廣闊的視角來(lái)看，這些試驗(yàn)深入到整個(gè)生物體的領(lǐng)域。通過(guò)將化合物引入斑馬魚(yú)或高麗魚(yú)等實(shí)體，研究人員可以監(jiān)測(cè)表型的任何顯著變化。

步驟 3：自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置

由于樣品和化合物的數(shù)量龐大，人工處理是不切實(shí)際的。因此，需要配置專門的移液工作站來(lái)實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化。這些工作站可以處理從精確分配樣品和化合物的量到在微孔板之間轉(zhuǎn)移液體等各種任務(wù)。整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)旨在最大限度地減少誤差、提高速度，并確保對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行一致的處理。

步驟 4：數(shù)據(jù)收集與分析

使用檢測(cè)方法篩選化合物后，會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。自動(dòng)讀板機(jī)、成像系統(tǒng)或其他檢測(cè)方法可用于收集這些數(shù)據(jù)。然后，專業(yè)軟件會(huì)處理這些信息，并對(duì)其進(jìn)行分析，找出顯示出預(yù)期效果的化合物，即 “命中 ”化合物。這一步至關(guān)重要，因?yàn)樗鼮樵谶@些有前景的化合物基礎(chǔ)上開(kāi)展進(jìn)一步研究和優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。