第6章节高通量筛选技术.ppt

高通量筛选最初是伴随组合化学而产生的一种药物筛选方式。 1990年末，组合化学的出现改变了人类获取新化合物的方式，人们可以通过较少的步骤、在短时间内同时合成大量化合物，在这样的背景下高通量筛选的技术应运而生。 高通量筛选技术可以在短时间内对大量候选化合物完成筛选，经过近十年的发展，已经成为比较成熟的技术，不仅仅应用于对组合化学库的化合物筛选，还更多地应用于对现有化合物库的筛选。 目前世界各大药物生产商都建立有自己的化合物库和高通量筛选机构，对有潜力形成药物的化合物进行篦梳式的筛选。 我国药物高通量筛选起步较晚，且不规范，仅有十多年的研究历史。 1996年中国医学科学院引进国内第一台Bionek2000型实验自动化工作站； 1998年又引进全国第一台Topcount微量闪烁计数器，使放射配基实验、放射免疫实验等技术微量化、自动化。 上海药物研究所、北京军事医学科学院分别成立了药物筛选专门机构，开始从事大规模筛选工作。 西安交通大学药学院贺浪冲教授首创的细胞膜色谱（CMC）为化合物的体外高通量筛选提供了高选择性、高特异性、高效率的筛选手段。CMC已成功用于钙离子拮抗剂受体配体结合反应的研究，目前正在进行心血管化学合成药物的高通量筛选和中药有效部位及有效成分的寻找。今年将建立CMC自动化筛选体系，促进我国药物高通量筛选技术的全面发展 。 概念 高通量筛选(High throughput screening，HTS)技术是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，以微板形式作为实验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，以计算机对实验数据进行分析处理，同一时间对数以千万样品检测，并以相应的数据库支持整体运转的技术体系。 高通量细胞筛选技术(high-throughput cell-based screening technology) 是以高通量方式研究基因功能最有效的方法之一。通常,基因功能的初步筛选在96 孔或384 孔板上进行,通过基因转染将候选基因导入细胞,或直接将基因表达产物加入细胞培养液中。 筛选测定方法基于要研究的生物学或医学问题,例如,要研究抗血管生成活性,选用内皮细胞进行细胞生长、分化、迁移和粘附等分析测定;研究免疫调节活性,可选择淋巴细胞或造血细胞进行细胞生长和分化的分析测定;研究神经营养因子活性,可选用神经细胞进行细胞存活、突起生长测定。除上述与细胞表型或形态学相关的检测指标外,细胞信号转导通路、糖代谢、能量产生和代谢产物分析(metabolic control analysis) 等代谢通路也是基因功能重要的研究内容。 结合抗体芯片技术、多路测定技术(multiplexing) 等新的检测方法,高通量细胞筛选的应用更为广泛。另外,随着荧光成像读板仪(fluorescence image plate reader ,FLIPR) 、定量PCR、高通量荧光激活细胞分类器(HT-FACS) 等检测方法和技术的不断发展和应用,灵敏度和重现性这两个高通量细胞筛选的关键问题也逐步得以解决。 一、高通量筛选常用仪器设备 多通道移液器 连续移液器 215全自动移液工作站 多功能酶标仪（多功能微孔板检测仪） 流式细胞仪 高通量平行合成仪 12通道药物筛选仪 国家新药筛选中心 条形码技术 数据分析系统 SAS（Statistical Analysis System，统计分析系统）是当今国际最著名的数据分析软件系统。 SAS：数据的输入输出和整理、描述性统计、假设检验、图形的制作、回归分析、多元统计分析、方差分析、协方差分析和时间序列分析等 。 数据访问，数据管理，数据呈现，数据分析 SPSS EXCEL 二、高通量筛选技术常用方法 微孔板的使用和光学检测法 工程菌株的裂解 报告基因 流式细胞技术 蛋白质芯片 微孔板的使用和光学检测法 化学发光指化学反应过程中发射出来的光，又称冷光； 生物发光是化学发光的一种，专指由酶催化的化学反应过程中发射出的光。 化学和生物发光经常被用于测定样品中未知成分的量，并且在过去的十年里在基因表达和基因调控的研究中发挥着非常重要的作用。 通过发射光的比率可以推出未知成分的浓度，因此测定化学反应过程中的发射光是非常有用的。反应过程中产生的光与发射光的量产率是直接相关的，相应的，与发光物质的浓度成比例。 因此，反应过程中的光可