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藥物篩選為什么要自動(dòng)化，這是一個(gè)老生常談的話題。隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)正在深刻地改變著人類的生活，同時(shí)，也改變了生命科學(xué)領(lǐng)域的研究方式。新的一年，面對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的不確定性，生命科學(xué)的自動(dòng)化進(jìn)程是會(huì)停滯不前還是會(huì)飛速發(fā)展，引發(fā)了我們廣泛的思考。但無(wú)論如何，在過(guò)去的這些年，自動(dòng)化技術(shù)確實(shí)提高了實(shí)驗(yàn)室的效率，減少了人工誤差，還為科研人員提供了更多的時(shí)間和精力去探索新的研究領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了生命科學(xué)研究的創(chuàng)新性。這是自動(dòng)化技術(shù)在生命科學(xué)行業(yè)應(yīng)用以來(lái)，我們達(dá)成的共識(shí)。

來(lái)看一組數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)來(lái)自PUBMED，當(dāng)我們以高通量篩選和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)為檢索詞來(lái)搜索近年來(lái)發(fā)表的文章的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)以黃色表示的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)從1980年開(kāi)始逐年快速增長(zhǎng)，并在2000年左右增長(zhǎng)尤其顯著。而以綠色代表的高通量實(shí)驗(yàn)，則是從1990年開(kāi)始逐漸增長(zhǎng)的，也是在2000年前后開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，這也側(cè)面反映了高通量篩選在科研界受重視的程度，如果以影響因子來(lái)看，這些文章拿出來(lái)絕大部分都是言之有物、證據(jù)確鑿的高質(zhì)量文獻(xiàn)。而橙色為代表的用自動(dòng)化方式做高通量篩選的文章雖然也在增長(zhǎng)，但是增長(zhǎng)速度緩慢，每年大概只有幾百篇的發(fā)表。所以，總的來(lái)看，自動(dòng)化研究和高通量篩選的研究都是近些年科研的熱點(diǎn)，但高通量篩選的自動(dòng)化水平還需要進(jìn)一步提高。

生命科學(xué)自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域主要有這樣三個(gè)方向基因組學(xué)研究、蛋白組學(xué)研究和藥物研發(fā)的研究，今天我們主要探討藥物研發(fā)這部分，說(shuō)到藥物研發(fā)，有一本書(shū)非常有名，就是本杰明E布拉斯教授編撰的這本藥物研發(fā)基本原理，伊布拉斯教授是一位奇才，在藥物篩選領(lǐng)域有非常廣泛的經(jīng)驗(yàn)，包括了藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，在這本書(shū)里，他總結(jié)的藥物發(fā)現(xiàn)的過(guò)程大體兩部分，如果以臨床研究為節(jié)點(diǎn)，可分為靶點(diǎn)驗(yàn)證過(guò)程和臨床適應(yīng)癥驗(yàn)證過(guò)程，我們通常所說(shuō)的高通量篩選，其實(shí)主要體現(xiàn)的是臨床前新藥發(fā)現(xiàn)這一部分。而一個(gè)藥物的開(kāi)發(fā)，所耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十年，資金耗費(fèi)也高達(dá)17.5億美金，耗費(fèi)的時(shí)間和金錢遠(yuǎn)比我們想象的多太多。這是目前我們急需解決的問(wèn)題，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，如何能節(jié)省這個(gè)成本，包括時(shí)間成本和資金成本，是我們現(xiàn)在藥物發(fā)現(xiàn)從業(yè)者從一開(kāi)始就要考慮的問(wèn)題。

* 圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

藥物研發(fā)主要有這三個(gè)方向，化合物篩選、藥效學(xué)研究、藥代動(dòng)力學(xué)研究，這三個(gè)階段相輔相成，共同構(gòu)成了我們藥物開(kāi)發(fā)研究的主要手段，然而，傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)通?？菰锓爆?，而且重復(fù)性差，早期完成一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)通常要一整天時(shí)間，且需要人不停地機(jī)械式的操作。所幸的是，工程學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科的發(fā)展為生命科學(xué)的研究注入了新活力，各種繁瑣的實(shí)驗(yàn)逐漸被機(jī)器自動(dòng)化。涉及的自動(dòng)化技術(shù)手段有：液體處理技術(shù)、機(jī)器人管理技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、和智能控制技術(shù)。這些技術(shù)聽(tīng)起來(lái)很陌生，實(shí)際上已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們的儀器。比如我們大分子分析原來(lái)使用跑膠的形式，現(xiàn)在可以使用微流控技術(shù)的支持的labchip來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，細(xì)胞分析原來(lái)使用傳統(tǒng)顯微鏡觀察，現(xiàn)在可以使用以機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為基礎(chǔ)的高內(nèi)涵代替，在制備方面，化合物稀釋或者轉(zhuǎn)移都可以用移液工作站來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工移液槍的功能，當(dāng)然也可以使用機(jī)器人技術(shù)為基礎(chǔ)的整合系統(tǒng)來(lái)建立ASSAY，不再局限于手工建立時(shí)難以避免的主觀差異。

其實(shí)，我們的生活已經(jīng)離自動(dòng)化很近了，像我這樣車技很差的人也可以使用自動(dòng)駕駛技術(shù)暢通無(wú)阻的行駛，在科研領(lǐng)域也是一樣，目前以成像為基礎(chǔ)的設(shè)備已經(jīng)廣泛的用于細(xì)胞級(jí)別的研究，一臺(tái)高內(nèi)涵一天可拍攝的照片可達(dá)到數(shù)萬(wàn)張，一臺(tái)celigo全孔細(xì)胞分析儀可以處理的孔板可達(dá)上百塊。可想而知，過(guò)去的幾年工作量放在如今也許幾天完成了。這不得不歸功于自動(dòng)化的發(fā)展，更不用說(shuō)制備型設(shè)備了，前一段時(shí)間看到關(guān)于深圳灣轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室超高通量篩選的新聞，題目上赫然寫(xiě)到，通過(guò)高通量自動(dòng)化設(shè)備可做到日篩15萬(wàn)小分子的工作量，在此之前，僅靠人的能力，篩選15萬(wàn)小分子可能需要花費(fèi)幾年甚至數(shù)十年的工作。如今卻能夠一天之內(nèi)就完成，這也應(yīng)該歸功于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展！

自動(dòng)化產(chǎn)品一直是藥物篩選領(lǐng)域的必要選擇，這是由篩選本身的特點(diǎn)決定的，藥物篩選從一開(kāi)始就要求系統(tǒng)穩(wěn)定可重復(fù)性和高效的實(shí)驗(yàn)流程。從體外反應(yīng)到動(dòng)物水平的篩選，自動(dòng)化的儀器已經(jīng)貫穿各個(gè)階段。但這只是階段一，大部分自動(dòng)化科研平臺(tái)都處于這個(gè)階段，使用了大量的自動(dòng)化設(shè)備，但這些設(shè)備之間還是需要靠人來(lái)鏈接?，F(xiàn)在我們已經(jīng)有了更好的選擇，可以用機(jī)械臂來(lái)代替手工，實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化。當(dāng)然，這個(gè)流程跟時(shí)序控制軟件分不開(kāi)，在已知明確的實(shí)驗(yàn)流程和細(xì)節(jié)后，好的時(shí)序規(guī)劃軟件能夠幫助我們節(jié)省時(shí)間和成本。當(dāng)然我們還有更重磅的選擇，那就是智能化云實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包含了實(shí)驗(yàn)室管理的方方面面，包括人員、機(jī)時(shí)、物料、儀器狀態(tài)、運(yùn)行的程序等等，都能夠讓管理者坐在辦公室就能對(duì)全局了如指掌，并且這樣的平臺(tái)還能實(shí)現(xiàn)共享，無(wú)需本地?fù)碛校湍軌虼钶d已有的平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn)。到此生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成了蛻變，這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，我想沒(méi)有誰(shuí)能不心動(dòng)。到那時(shí)候，想象力將成為生命科學(xué)研究瓶頸！