基本介紹
- 中文名：高通量篩選
- 外文名：High throughput screening
- 基礎：分子水平和細胞水平
- 特點：快速、靈敏和準確
特點,套用,篩選技術,
特點
高通量篩選時每天要對數以千萬的樣品進行檢測，工作枯燥，步驟單一，操作人員容易疲勞、出錯。自動化作業系統由計算機及其操作軟體、自動化加樣設備、溫孵離心設備和堆疊4個部分組成。自動化作業系統代替人工操作顯然有諸多優勢，它利用計算機通過操作軟體控制整個實驗過程，編程過程簡潔明了。
高通量篩選技術
高通量篩選技術套用
充分利用藥用資源 由於高通量篩選依賴數量龐大的樣品庫，實現了藥物篩選的規模化，較大限度地利用了藥用物質資源，提高了藥物發現的幾率，同時提高了發現新藥的質量。
微量篩選系統 由於高通量篩選採用的是細胞、分子水平的篩選模型．樣品用量一般在微克級（μg），節省了樣品資源，奠定了“一藥多篩”的物質基礎，同時節省了實驗材料，降低了單藥篩選成本。
多學科理論和技術的結合 在高通量篩選過程中，不僅套用了普通的藥理學技術和理論，而且與藥物化學、分子生物學、細胞生物學、數學、微生物學、計算機科學等多學科緊密結合。這種多學科的有機結合，在藥物篩選領域產生大量新的課題和發展機會，促進了藥物篩選理論和技術的發展。
篩選技術
實驗方法
高通量篩選的實驗方法分子水平和細胞水平的實驗方法（或稱篩選模型）是實現藥物高通量篩選的技術基礎。由於藥物高通量篩選要求同時處理大量樣品，實驗體系必須微量化，而這些微量化的實驗方法應根據新的科研成果來建立。第四軍醫大學周四元研究認為，藥物高通量篩選模型的實驗方法，根據其生物學特點，可分為以下幾類：受體結合分析法；酶活性測定法；細胞分子測定法；細胞活性測定法；代謝物質測定法；基因產物測定法。這些實驗方法，均已廣泛用於藥物高通量篩選中。
特色效用
高通量篩選的特色效用高通量篩選技術是將多種技術方法有機結合而形成的一種新技術體系，它以微板形式作為實驗工具載體，以自動化作業系統執行實驗過程，以靈敏快速的檢測儀器採集實驗數據，以計算機對數以千計的樣品數據進行分析處理，從而得出科學準確的實驗結果和特色效用。英國學者AlanD研究提示，一個實驗室採用傳統的方法，藉助20餘種藥物作用靶位，1年內僅能篩選75000個樣品；1997年高通量篩選技術發展初期，採用100餘種靶位，每年可篩選100萬個樣品；1999年高通量篩選技術進一步完善後，每天的篩選量就高達10萬種化合物。
FLIPR螢光檢測法
放射性檢測技術美國學者GanieSM在高通量藥物篩選研究中，套用放射性測定法，特別是親和閃爍（SPA）檢測方法，使在96孔板上進行的樣本量實驗得到發展。該方法靈敏度高，特異性強，促進了高通量藥物篩選的實現，但存在環境污染問題。
螢光檢測技術美國學者GiulianokA研究認為，採用FLIPR(fluorometricimagingreadet)螢光檢測法，可在短時間內同時測定螢光的強度和變化，對測定細胞內鈣離子流及測定細胞內pH和細胞內鈉離子流等，是非常理想的一種高效檢測方法。同時採用FDSS（Functional Drug Screening System）進行實時多通道螢光檢測，96微孔板、384微孔板、1536微孔板一次性加樣，實現實時螢光強度信號檢測，可以進行如下套用：
·GPCR calcium influx assays
–All calcium wash or non-washing kits (Fluo-4 or Fura-2 based), Premo™ Cameleon, Aequorin
·Ion Channel assays
–FMP, VSP, potassium channel (FluxOR™), sodium channel (SBFI and ANG-2), chloride channel (YFP)
·Enzymatic assays
–Prolyl isomerase, GTPase, Kvb
·Transporter assays
·CytoStar-T
·Circadian clock
·Mosquito Odorant Receptors
·Light activated receptor or channel assays
多功能微板檢測系統由西安交通大學藥學院研製的1536孔板高通量多功能微板檢測系統，目前是國際上先進的高通量檢測系統，它可使篩選量進一步提高，現已在該院投入使用。
AlphaScreen檢測法
AlphaScreen assay套用廣泛且擁有眾多優點，更最佳化藥物篩檢試驗的效果。其操作硬體之限制，導致這實驗方法雖然已研發數年，大多數研究人員並未知曉或廣泛套用它。
化學生物學研究項目的研究重點是在我們的平台上執行的篩選與蛋白質相互作用的高通量檢測。為了這個目的，我們採用AlphaScreen assay（Amplified Luminescence Proximity Homogeneous Assay），正如它的名字所暗示的，ALPHA屏是基於發光接近檢測。
AlphaScreen技術主要優勢在於待測物質的範圍寬泛，從小分子到大型複合物；均相體系、快速、穩定，靈敏度更高；AlphaScreen檢測也不需要螢光標籤的引入，避免了空間位阻影響生物分子的相互結合；可用於檢測生物學粗提物例如細胞裂解物、血清、血漿、體液等，而不會影響測讀效果。
AlphaScreen技術主要的限制在於反應體系對於強光或是長時間的室內光敏感；其次，某些化合物對於單體氧分子的捕獲會降低光信號；供體珠光漂白效應使得信號檢測以單次為佳。與ECL、FMAT技術相似，AlphaScreen也需要高能雷射器；同其他技術相比，AlphaScreen對於檢測儀器平台有要求。
技術進展
我國進行藥物高通量篩選的優勢首先是化合物來源廣泛，且多為天然；其次是對化合物生物活性的篩選目的較明確，無目的合成的化合物較少；第三，我國傳統藥物為篩選研究提供了一個巨大的資源庫，可從中藥中提取分離篩選新的化合物。這些優勢為藥物的高通量篩選打下了堅實基礎。
我國藥物高通量篩選初現規模：藥物高通量篩選工作在我國起步較晚，且不規範。近幾年，我國進行了外引內聯的整體化、規模化基礎建設，已初見成效。1996年中國醫學科學院引進國內第一台Biomek2000型實驗自動化工作站；1998年又引進全國第一台Topcount微量閃爍計數器，使放射配基實驗、放射免疫實驗等技術微量化、自動化。上海藥物研究所、北京軍事醫學科學院分別成立了藥物篩選專門機構，開始從事大規模篩選工作。西安交通大學藥學院賀浪沖教授首創的細胞膜色譜（CMC）為化合物的體外高通量篩選提供了高選擇性、高特異性、高效率的篩選手段。CMC已成功用於鈣離子拮抗劑受體配體結合反應的研究，目前正在進行心血管化學合成藥物的高通量篩選和中藥有效部位及有效成分的尋找。今年將利用分子生物學方法建立CMC自動化篩選體系，促進我國藥物高通量篩選技術的全面發展。
