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

來看一組數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)來自PUBMED，當(dāng)我們以高通量篩選和自動化實驗為檢索詞來搜索近年來發(fā)表的文章的時候，會發(fā)現(xiàn)以黃色表示的自動化實驗從1980年開始逐年快速增長，并在2000年左右增長尤其顯著。而以綠色代表的高通量實驗，則是從1990年開始逐漸增長的，也是在2000年前后開始迅速增長，這也側(cè)面反映了高通量篩選在科研界受重視的程度，如果以影響因子來看，這些文章拿出來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化方式做高通量篩選的文章雖然也在增長，但是增長速度緩慢，每年大概只有幾百篇的發(fā)表。所以，總的來看，自動化研究和高通量篩選的研究都是近些年科研的熱點，但高通量篩選的自動化水平還需要進一步提高。

生命科學(xué)自動化的應(yīng)用領(lǐng)域主要有這樣三個方向基因組學(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，說到藥物研發(fā)，有一本書非常有名，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，包括了藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的全過程，在這本書里，他總結(jié)的藥物發(fā)現(xiàn)的過程大體兩部分，如果以臨床研究為節(jié)點，可分為靶點驗證過程和臨床適應(yīng)癥驗證過程，我們通常所說的高通量篩選，其實主要體現(xiàn)的是臨床前新藥發(fā)現(xiàn)這一部分。而一個藥物的開發(fā)，所耗費的時間長達(dá)十年，資金耗費也高達(dá)17.5億美金，耗費的時間和金錢遠(yuǎn)比我們想象的多太多。這是目前我們急需解決的問題，長遠(yuǎn)來看，如何能節(jié)省這個成本，包括時間成本和資金成本，是我們現(xiàn)在藥物發(fā)現(xiàn)從業(yè)者從一開始就要考慮的問題。

* 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

藥物研發(fā)主要有這三個方向，化合物篩選、藥效學(xué)研究、藥代動力學(xué)研究，這三個階段相輔相成，共同構(gòu)成了我們藥物開發(fā)研究的主要手段，然而，傳統(tǒng)生物學(xué)實驗通?？菰锓爆崳抑貜?fù)性差，早期完成一個完整實驗通常要一整天時間，且需要人不停地機械式的操作。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，各種繁瑣的實驗逐漸被機器自動化。涉及的自動化技術(shù)手段有：液體處理技術(shù)、機器人管理技術(shù)、機器視覺技術(shù)、和智能控制技術(shù)。這些技術(shù)聽起來很陌生，實際上已經(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來進行檢測，細(xì)胞分析原來使用傳統(tǒng)顯微鏡觀察，現(xiàn)在可以使用以機器視覺技術(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代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工移液槍的功能，當(dāng)然也可以使用機器人技術(shù)為基礎(chǔ)的整合系統(tǒng)來建立ASSAY，不再局限于手工建立時難以避免的主觀差異。

其實，我們的生活已經(jīng)離自動化很近了，像我這樣車技很差的人也可以使用自動駕駛技術(shù)暢通無阻的行駛，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)胞級別的研究，一臺高內(nèi)涵一天可拍攝的照片可達(dá)到數(shù)萬張，一臺celigo全孔細(xì)胞分析儀可以處理的孔板可達(dá)上百塊?？上攵?，過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化的發(fā)展，更不用說制備型設(shè)備了，前一段時間看到關(guān)于深圳灣轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)實驗室超高通量篩選的新聞，題目上赫然寫到，通過高通量自動化設(shè)備可做到日篩15萬小分子的工作量，在此之前，僅靠人的能力，篩選15萬小分子可能需要花費幾年甚至數(shù)十年的工作。如今卻能夠一天之內(nèi)就完成，這也應(yīng)該歸功于自動化技術(shù)的發(fā)展！

自動化產(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決定的，藥物篩選從一開始就要求系統(tǒng)穩(wěn)定可重復(fù)性和高效的實驗流程。從體外反應(yīng)到動物水平的篩選，自動化的儀器已經(jīng)貫穿各個階段。但這只是階段一，大部分自動化科研平臺都處于這個階段，使用了大量的自動化設(shè)備，但這些設(shè)備之間還是需要靠人來鏈接?，F(xiàn)在我們已經(jīng)有了更好的選擇，可以用機械臂來代替手工，實現(xiàn)流程自動化。當(dāng)然，這個流程跟時序控制軟件分不開，在已知明確的實驗流程和細(xì)節(jié)后，好的時序規(guī)劃軟件能夠幫助我們節(jié)省時間和成本。當(dāng)然我們還有更重磅的選擇，那就是智能化云實驗室系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包含了實驗室管理的方方面面，包括人員、機時、物料、儀器狀態(tài)、運行的程序等等，都能夠讓管理者坐在辦公室就能對全局了如指掌，并且這樣的平臺還能實現(xiàn)共享，無需本地?fù)碛?，就能夠搭載已有的平臺完成實驗。到此生命科學(xué)實驗室完成了蛻變，這樣的實驗環(huán)境，我想沒有誰能不心動。到那時候，想象力將成為生命科學(xué)研究瓶頸！