고 처리량 약물 스크리닝에 대한 간략한 소개

1. 화합물 샘플 라이브러리 < P > 화합물 샘플은 주로 인공합성과 천연물에서 분리 순화의 두 가지 출처가 있다. 이 중 인공합성은 또 재래식 화학합성과 조합화학합성의 두 가지 방법을 사용할 수 있다.

2. 자동화된 운영 체제

자동화 운영 체제는 컴퓨터를 활용하여 운영 소프트웨어를 통해 전체 실험 프로세스를 제어합니다. 조작 소프트웨어는 실물 영상을 이용하여 실험기구를 대표하고, 간결하고 명료한 그림은 기계의 동작을 나타낸다. 자동화 운영 체제의 작동 능력은 시스템의 구성 요소에 따라 다르며, 필요에 따라 추가, 세척, 온해, 원심 분리 등의 설비를 구성하여 해당 작업을 수행할 수 있습니다.

3. 고감도 감지 시스템 < P > 검사 시스템은 일반적으로 액체 플래시 카운터, 화학 발광 검사 카운터, 광대역 분광 광도계, 형광 광도 등을 사용합니다.

4. 데이터베이스 관리 시스템 < P > 데이터베이스 관리 시스템은 샘플 라이브러리의 관리 기능이라는 네 가지 기능을 수행합니다. 생물학적 활성 정보 관리 기능; 고 처리량 약물 스크리닝을위한 서비스 기능; 약물 설계 및 약물 발견 기능. 일반적으로 사용되는 선별 모델은 분자 수준과 세포 수준에서 약물과 분자 표적의 상호 작용을 관찰하여 약물의 기본 작용 메커니즘을 직접 이해할 수 있다.

1. 분자 수준의 약물 스크리닝 모델: 수용체 스크리닝 모델; 효소 스크리닝 모델; 이온 채널 필터링 모델

1.1 수용체 필터링 모델: 수용체와 방사성 리간드 결합 모델을 말합니다. 수용체를 표적으로 하는 필터링 방법은 검출 기능반응, 제 2 메신저 생성 및 표기 리간드와 수용체 상호 작용 등 다양한 유형을 포함한다.

1.2 효소 선별 모델: 약물이 효소 활성에 미치는 영향을 관찰한다. 효소의 특성에 따르면 효소의 반응 기질, 산물은 모두 검사 지표로 사용되어 반응 속도를 결정할 수 있다. 전형적인 효소 스크리닝은 1) 적절한 완충액에서 부화한다. (2) 온도, 완충액의 pH 값, 효소의 농도 등과 같은 반응 속도를 조절한다. (3) 단시점기는 산물의 증가와 밑물의 감소를 측정해야 한다.

1.3 이온 채널 필터링 모델: (1) 조개 동물 독소의 고통량 선별, 그 타깃은 Na+ 채널의 조개 독소 결합점으로 방사성 리간드를 이용한 경쟁 결합 실험을 통해 시험 샘플을 고찰한다. (2) 효모 2 교배 방법으로 N 형 칼슘 채널 β3 하위 단위와 α 1 베타 하위 단위 간의 상호 작용을 방해하는 작은 분자를 고통량 선별하여 새로운 칼슘 채널 길항제를 찾는다.

2. 세포 수준 약물 선별 모델 < P > 은 체질된 샘플이 세포에 미치는 영향을 관찰하지만, 약물 작용의 구체적인 경로와 표적은 반영하지 않고 약물이 세포 성장 등에 미치는 과정의 복합작용만 반영한다. 포함: 내피 세포 활성화; 세포 사멸 항 종양 활성 전사 조절 검사; 신호 전달 경로; 박테리아 단백질 분비; 세균이 자라다. < P > 고 처리량 필터링 기술은 기존의 약물 필터링 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 반응 부피가 작습니다. 자동화; 예민하고 빠른 감지 고도의 특이성. 그러나, 약물 스크리닝의 방법으로 높은 처리량 스크리닝은 만능 수단이 아닙니다. 우선, 높은 처리량 스크리닝은 주로 분자, 세포 수준의 체외 실험 모델을 사용하며, 어떤 모델도 약물의 전면적인 약리작용을 충분히 반영할 수 없습니다. 둘째, 고 처리량 스크리닝에 사용되는 모델은 제한적이고 지속적으로 발전하며 신체의 모든 생리 기능을 반영하는 이상적인 모델을 수립하는 것도 비현실적입니다. 그러나 우리는 고통량 선별 연구가 심화됨에 따라 심사 모델에 대한 평가 기준, 새로운 약물 작용 표적의 발견, 심사 모델의 참신함과 실용성의 통일에 따라 고통량 선별 기술이 미래의 약물 연구에서 점점 더 중요한 역할을 할 것이라고 믿어야 한다. 광학 측정 기술. 미국과 영국의 연구원들은 고통량 선별 검사에서 광학 측정법 연구를 통해 대량의 비동위원소 표기 측정법 (예: 분광광도 측정법으로 단백질 타이로신 자극제 억제제, 조직 섬유용효소 원활성제 등) 을 선정해 모두 성공을 거두었다.

방사성 검출 기술. 미국 학자 GanieSM 은 고통량 약물 선별 연구에서 방사성 측정법, 특히 친화섬광 (SPA) 검출 방법을 적용해 96 공판에서 진행된 샘플량 실험을 발전시켰다. 이 방법은 감도가 높고 특이성이 강하여 고통량 약물 선별의 실현을 촉진하지만 환경오염 문제가 있다.

형광 검출 기술. 미국 학자 GiulianokA 연구에 따르면 FLIPR (Fluor Ometricimaging Readet) 형광 검사법을 사용하면 단시간에 형광의 강도와 변화를 동시에 측정할 수 있어 세포 내 칼슘 이온 흐름을 측정하고 세포 내 pH 와 세포 내 나트륨 이온 흐름 등을 측정하는 데 매우 이상적인 효율적인 검사 방법이라고 합니다.

다기능 마이크로 보드 테스트 시스템. 시안교통대학 약학원에서 개발한 1536 오리피스 고통량 다기능 마이크로보드 검사 시스템은 국제적으로 선진적인 고통량 검사 시스템으로, 선별량을 더욱 높일 수 있게 해 현재 이 병원에서 사용되고 있다. < P > 1. 기본 원리 < P > 고 처리량 약물 선별 기술은 분자 수준과 세포 수준의 실험 방법을 기반으로 하는 다양한 기술 방법을 유기적으로 결합한 새로운 기술 시스템으로, 마이크로보드 형식을 실험 도구 전달체로 사용하여 운영 체제를 자동화하여 실험 프로세스를 수행하고, 민감하고 빠른 감지 기기로 실험 데이터를 수집하여 컴퓨터로 실험에서 얻은 데이터를 분석하고 처리합니다. 그것의 정상적인 발전에는 고용량 화합물 라이브러리, 자동화된 운영 체제, 고감도 감지 시스템, 효율적인 데이터 처리 시스템, 고특이성 약물 선별 모델이 필요하다.

1.1 화합물 샘플 라이브러리 < P > 고 처리량 필터링은 기존 화합물을 이용한 체외 무작위 필터링입니다. 따라서 고통량 약물 선별을 통해 선도화합물 (leading compounds) 의 유효성은 화합물 샘플 라이브러리의 화합물 수와 품질에 따라 결정된다. 화합물 샘플의 수량은 서로 다른 샘플의 수량을 가리킨다. 화합물 샘플의 품질은 주로 화합물 구조의 다양성에 의해 결정된다. 많은 활성반응기단 (reactive groups) 이 초체의 위양성을 크게 증가시켰으며, 이 화합물을 제거하면 화합물 샘플 라이브러리의 품질을 높일 수 있다. < P > 화합물 샘플은 주로 인공합성과 천연물로부터 분리 순화의 두 가지 출처가 있다. < P > 인공합성은 재래식 화학합성과 조합화학합성의 두 가지 방법으로 나눌 수 있다. 재래식 화학합성을 채택한 순화합물은 줄곧 외국 제약업체들이 화합물 샘플 창고를 설립하는 주요 원천이었다. 이들은 수년간 축적된 화합물을 통해 화합물 샘플 창고를 구축하고 구매와 화합물 교류를 통해 화합물 샘플 라이브러리의 수량과 품질을 크게 높였다. < P > 조합화학 (combinatorial chemistry) 의 출현은 화합물의 수량을 대량으로 증가시키는 또 다른 출처를 제공한다. 조합화학의 기본 원리는 적절한 화학방법을 채택하여 특정 분자모핵에 서로 다른 기단을 첨가하여 같은 조건 하에서 대량의 신화화합물을 생산하는 것이다. 이 방법은 화합물의 구조 개조와 최적화 방면에서 이미 강력한 우세를 보였다. 그러나 이 방법은 모핵 구조의 개조에 기반을 두고 있기 때문에, 대량의 화합물은 구조적 다양성 방면에서 여전히 매우 부족하다. 조합화학산물 구조의 다양성 문제를 해결하는 것은 이미 화학연구원의 연구 과제가 되었다. < P > 천연물에서 분리된 화합물, 모핵 구조와 활성기단은 장기적으로 자연선택에 의해 형성되며, 고통량 선별을 통해 나타나는 생물활성은 약물 발견에서 합성화합물과 비교할 수 없는 장점을 가지고 있다. 따라서 샘플 라이브러리의 구조적 다양성을 갖춘 천연 화합물과 그 파생물을 늘리는 것은 샘플 라이브러리의 품질을 향상시키는 중요한 방법입니다. 다국적 제약업체들은 고통량 선별의 양성률을 높이기 위해 이미 우리나라의 천연산물 단체 구입을 돕고 있거나 찾고 있다.

1.2 자동 운영 체제 < P > 고 처리량 약물 선별은 매일 수천 대의 샘플을 검사하여 지루한 작업, 단일 단계, 수동 조작은 피로와 오류가 발생하기 쉽다. 자동화 운영 체제는 마이크로플레이트를 반응 컨테이너로 사용하여 고정 분포 패턴 (Format) 을 제공합니다. 서로 다른 마이크로플레이트는 바코드로 표시됩니다. 자동화 운영 체제는 광전기 판독기를 통해 특정 마이크로판의 특정 위치를 조작하고, 조작 결과 및 관련 데이터를 컴퓨터에 저장하여 필터링 결과를 정확하고 실험 과정을 빠르게 합니다. < P > 자동화된 운영 체제 프로그래밍 프로세스는 간결하고 운영성이 뛰어납니다. 자동화 운영 체제의 작동 능력은 시스템의 구성 요소에 따라 다르며, 필요에 따라 추가, 세척, 온해, 원심 분리 등의 설비를 구성하여 해당 작업을 수행할 수 있습니다. < P > 실험 단계의 필요성 외에 자동화된 샘플 추가 방법은 필터링 속도를 결정하는 중요한 요소입니다. 주로 단일 구멍, 8 구멍, 96 구멍, 384 구멍 등이 있습니다. 단일 구멍은 일반적으로 샘플과 복체에 흩어져 있는 샘플의 이전을 대조하는 데 사용됩니다. 96 홀, 384 구멍은 효소 활성 검사 및 동시에 반응을 시작하고 종료해야 하는 필터링 모델에 필요합니다.

자동화된 운영 체제의 중요한 구성 요소는 스택 (hotel) 입니다. 스택이란 작동 중에 샘플 보드, 반응판 및 이를 옮기는 데 필요한 텅빈 공간을 말합니다. 따라서 높은 처리량 필터링의 샘플 수는 스택의 용량에 따라 달라집니다. < P > 이에 따라 고효율 약물 선별을 위한 자동화 운영 체제는 컴퓨터와 해당 운영 소프트웨어, 자동 샘플 장치, 온부화 원심 분리 등의 장치, 스택 4 개 부분으로 구성되어 있습니다. 서로 다른 단위는 주요 필터 모델 유형, 필터 크기에 따라 서로 다른 부분을 구매하여 하나의 완전한 운영 체제로 통합할 수 있습니다.

1.3 검사 시스템 < P > 빠르고 고감도 감지 기술은 고처리량 약물 선별의 핵심 기술 중 하나입니다. 테스트 기기의 감도가 지속적으로 향상되어 미량의 샘플에 대한 검사도 좋은 테스트 효과를 얻을 수 있다.

1.3.1 액체 플래시 수 방사성 동위원소는 수용체 결합 측정, 세포 독성, 세포 증식 실험, 약물 대사 추적 및 유전자 분석에 널리 쓰인다. 이중 광전증배관 및 시간 해상도 커플 링 회로 (Time-Resolved Coincidence Circuit) 기술을 사용하여 배경 신호의 간섭을 효과적으로 줄여 측정 감도를 높이고 동위원소 사용량이 적습니다. 96 오리피스 판의 분석 검사에서 배경 신호는 약 1cpm 으로 제어할 수 있습니다.

친화성 신틸레이션 분석 (scintil1ation proximity assay, SPA) 은 새로운 액체 플래시 분석법입니다. 이 방법은 세포 표면 수용체 약물 선별에서 비교적 보편적으로 응용된다. 고 처리량 스크리닝에서 세포 표면 수용체의 친합을 측정 할 때, 방사선 리간드 마커 여과 분석 기술은 분리가 필요하기 때문에 친합 섬광 분석으로 대체되었습니다. 친합 깜박임 분석 기술은 친합 결합을 통해 방사성 배합기를 수용체가 있는 깜박임 볼에 결합함으로써 광자를 생성하고, 방사선 리간드 마커 분석에서 자유 리간드와 결합 리간드의 분리 과정을 줄이며, 방사선 리간드 분석을 완전히 자동화된 방식으로 수행할 수 있도록 합니다. 고처리량 필터링에 적합합니다. 저에너지 방사 입자를 생성하는 동위 원소는 방사성 표지에 사용될 수 있으며, 이 저에너지 방사 입자는 수용체 표면에 결합 된 리간드만 검출되도록 짧은 거리에서 재흡수 될 수 있습니다. SPA 기술은 키나아제, 핵산 처리 효소 분석 및 수용체 리간드의 상호 작용 분석에 광범위하게 사용된다.

1.3.2 분광 광도법은 고통량 약물 선별에 적응하기 위해 많은 회사들이 컴퓨터 인터페이스를 갖추고 다공성 판을 동시에 감지할 수 있는 분광 광도계를 생산했다. Molecular Device 의 spectra 19 을 예로 들면 8 개의 광섬유를 사용하여 8 개의 구멍을 동시에 측정한다. 측정파장은 2nm 간격으로 19nm 1 85nm 중에서 선택할 수 있습니다. 알 수 없는 물질의 경우 해당 범위 내에서 스캔하여 특성 흡수 스펙트럼을 확인할 수 있습니다. 이에 따라 모델 구축의 다양성이 크게 늘어났다. 감지 데이터는 무작위 소프트웨어나 범용 데이터 처리 소프트웨어로 처리할 수 있는 다양한 파일 형식으로 출력됩니다. 편리함, 신속성, 정확성, 자동화 수준이 높습니다. 분광 광도법 고감도 기기와 자동화 운영 체제 간의 연결은 자외선에 기반한 가시 스펙트럼을 기반으로 한 고처리량 약물 필터링 모델을 주요 모델 종류로 만들었다.

1.3.3 화학발광 검출 화학발광은 생색물질이 효소 촉진 작용에 의해 광자의 형태로 방출된다는 것을 의미한다. 화학발광은 발광의 형태와 종류에 따라 글로우와 플래시로 나뉜다. 글로우 화학발광은 AMPPD, CDPS, ECL, Diagoxigein 등을 기반으로 한 발광반응이다. 발광 시간이 길고 안정적입니다. 발광단백질, ATP, 형광소 효소 등을 기질로 하는 발광반응은 플래시형 발광반응으로 발광 시간이 짧다. 시간 해상도 및 커플 링 회로 기술의 사용으로 인해 배경 제거에 더 효과적이며 화학 발광의 감지 감도가 .1pg 수준에 달합니다. 단일 구멍 다 지점 분사 기술에서 화학 발광을 감지하는 데 사용되는 광섬유 끝에는 반응성 기질을 추가하는 노즐이 있습니다. 반응성 기질은 1 개의 작은 구멍에서 뿜어져 나와 반응성 기질을 구멍에 넣으면 골고루 섞을 수 있다. 발광반응이 동시에 시작되면 바로 측정을 할 수 있어 섬광성 화학발광 측정에 더욱 유리하다.

1.3.4 여기 형광 검출 새로운 여기 형광 검출기는 기존 기기를 기반으로 고정 스펙트럼을 연속 여기 광조화와 측정 스펙트럼으로 대체하여 모형을 더욱 유연하게 만들 수 있습니다. 형광 검출 방법이 예민한 것은 대부분의 형광기단이 짧은 반감기를 가지고 있기 때문이다. 즉 약한 자극광원을 사용해도 대량의 광자 흐름을 얻을 수 있기 때문이다. 이 특성과 다양한 사용 가능한 형광 패턴은 형광 감지 기술을 고처리량 필터링에 필수적인 응용 수단으로 만듭니다. 형광 기술은 균질 스크리닝 분석에 널리 사용됩니다. 여기에는 형광 * * * 진동 에너지 전송 (FRET), 형광 편광 (FP), 시간 해상도 형광 (TRET), 형광 관련 스펙트럼 (FCS) 등의 기술이 포함됩니다.

1.4 데이터베이스 관리 시스템 < P > 고 처리량 약물 필터링은 수만 개의 화합물 샘플에 대한 다중 모델 필터링이 특징입니다. 고 처리량 약물 스크리닝에 적합한 데이터베이스 관리 시스템은 주로 4 가지 기능을 수행합니다. < P > 샘플 라이브러리의 관리 기능: 화합물 샘플 라이브러리는 높은 처리량 약물 선별을 수행하는 화합물 샘플의 다양한 물리적 및 화학적 특성을 저장합니다. 새로 입고되는 모든 화합물에 대해 참신한 분석을 하고, 구조가 같은 화합물을 배제하고 불필요한 선별을 피한다. 고도의 반응성 기단이 위양성 발생 가능성을 높였기 때문에 샘플 은행은 새로 입고된 화합물에 대해 유전자 검사를 실시하여 이런 화합물을 제거한다. < P > 바이오메트릭 정보 관리 기능: 바이오메트릭 활성 재고는 각 화합물이 서로 다른 모델 테스트를 거친 결과를 저장하고 여러 모델의 테스트 결과에 따라 화합물의 바이오메트릭 활성화를 종합적으로 평가한다. < P > 고 처리량 약물 스크리닝에 대한 서비스 기능: 고 처리량 약물 스크리닝은 작업량이 많고 자동화 수준이 높으며 많은 번거로운 작업도 수반됩니다. 고 처리량 약물 스크리닝 데이터베이스 관리 시스템은 약물 스크리닝과 관련된 비즈니스 커뮤니케이션, 파일 관리 및 다양한 샘플 라벨 인쇄를 관리하여 고 처리량 약물 스크리닝의 모든 측면을 절차 및 표준화합니다. < P > 약물 설계 및 약물 발견 기능: 고통량 약물 선별은 대량의 화합물 구조 정보를 생성하는데, 선별이 진행됨에 따라 생체 활성 서신이 나온다.