高通量篩選技術的應用

高通量篩選技術在工業生物技術中的應用

為促進目標產物的高產量、高轉化率和高生產強度的相對平衡，一些針對微生物的隨機誘變技術（如近些年來新興的ARTP及重離子輻射）和合理的工程方法（如用於微生物的高通量培養、篩選及適應性進化的MMC系統）已逐步得到應用。另一方面，由於微生物有益突變的可能性非常低（<1/105），傳統篩選過程受到低通量和檢測方法落後等限制，導致篩選效率低，篩選成本高。

周景文教授綜述:高通量篩選技術在工業生物技術的應用

由於有益突變的概率可能非常低，開發在大型突變體庫中快速篩選目標微生物菌株的方法就變得尤為重要。常規的篩選效率由於通量低、檢測慢、勞動強度高，導致篩選成本昂貴、效率低下。針對上述問題，高通量篩選（HTS）結合了自動化和微定量實驗以及大規模數據分析等先進手段，已被廣泛用於工業生物技術的基礎和應用研究。▲圖1.

工業生物技術中的高通量篩選技術

隨著自動化設備和快速檢測方法的發展，各種高通量篩選（HTS）策略已經建立起來，以提高工業微生物的性能。本文討論了提高HTS效率的最重要因素，包括構建高多樣性的篩選庫和使用新的檢測方法來擴大搜索範圍和突出目標化合物。還總結了HTS在提高工業微生物性能方面的應用。結合合成生物學、納米技術和人工智慧的快速發展，討論了HTS在工業生物技術中的當前挑戰和潛在改進。

親和質譜技術:藥物靶標配體的高通量篩選

親和質譜技術（Affinity Selection Mass Spectrometry）作為一種間接篩選小分子配體的方法，已經成功應用於許多受體、酶等靶蛋白的配體的篩選，並且得到了廣泛的應用。親和質譜分析的基本原理是：首先獲得配體與靶蛋白結合的複合物，而後採用某種純化方法將複合物與溶液中未結合的配體分離，最後對從複合物中解離下來的配體進行液質聯用分析從而鑑定其配體結構。

高通量藥物篩選技術(High throughput screening，HTS)是20世紀80年代後期發展起來的一種用於新藥研發的高新技術。它是在傳統篩選技術的基礎上，以分子水平和細胞水平的實驗方法為基礎，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，以計算機對實驗獲得的數據進行分析處理，在同一時間內對數以千、萬計的樣品進行檢測，並以相應的資料庫支持整個技術體系的正常運轉。高通量藥物篩選檢測方法主要包括螢光分析法、放射性同位素法和化學發光法等。

聚焦新藥研發:高通量篩選的關鍵分析檢測技術丨醫麥新觀察

該項技術應用了現代科學研究的成果和技術，使藥物發現的方式方法和理論都產生了巨大變化。高通量藥物篩選技術（HTS）是以分子水平和細胞水平的實驗方法為基礎，採用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，再通過計算機對實驗獲得的數據進行分析處理。這種技術體系同一時間對數以千萬樣品檢測，並以相應的資料庫支持整體運轉。

基於微流控液滴技術的超微量、高通量分析和篩選

研究方向包括微流控高通量試樣引入和前處理技術、多相微流控液滴分析和毛細管電泳分析、微流控光譜和質譜檢測技術、微型化分析系統研製，以及微流控系統在生化分析、臨床檢驗、藥物篩選、蛋白質組和單細胞分析中的應用。發表研究論文110餘篇。在微流控分析領域申請國家發明專利32項，其中22項獲得授權。

基於高通量計算篩選發掘新型光電半導體材料

相對於成本昂貴、周期長的傳統實驗試錯法，以高通量計算為核心的功能材料篩選技術，隨著理論研究的完善以及計算機算力的提升，已成功應用於光電材料研發領域，為實驗提供可靠的理論指導，極大地縮短研發周期，降低了研發成本。

基於液滴微流控平臺的高通量光化學反應篩選

在這項工作中，作者們結合微流控平臺和電噴霧-質譜實現了納升液滴尺度的光化學反應篩選，具有樣品消耗少、高通量 (0.3樣品/s)的優點。近年高通量自動化反應篩選技術的發展助力有機方法學發展，有助於快速篩選反應條件。

高通量計算和篩選幫助加快新材材料的發現

通過高通量材料計算研究摻雜可以縮小材料實驗和製備的候選範圍，正是材料基因工程所強調的理念。通常的做法是，通過遍歷方法產生的批量摻雜結構，利用第一性原理方法計算這些批量結構的能量，然後通過高通量篩選從這些批量結構中篩選出能量低的穩定結構。然而，這些摻雜結構的數量隨著原子數的增加呈指數增長。因此，通過直接計算所有結構的能量進行篩選的方法非常耗時。

創新藥物研發中的高通量篩選方法進展

高通量篩選在新藥發現的初期發揮著重要的作用，為苗頭化合物的發現提供技術基礎。新藥開發的過程是漫長、複雜和不確定的，高通量篩選(High-throughput screening，HTS)是小分子藥物設計中用於發現起始化合物的策略之一。一般來說，當對靶標研究較少時，HTS是首選。根據與疾病的相關性，綜合考慮與其他靶標的聯繫以及創新性，來進行HTS的靶標或細胞模型的選擇。篩選技術的選擇是由靶標的可篩選性及其假定的化學易變性決定的。

T-cell engager 高通量篩選平臺

近年來，腫瘤免疫療法的井噴式發展，使得眾多癌症患者擁有「治癒癌症」的希望。這一技術通過將交叉藥代動力學與腫瘤特異性激活相結合，能使藥物主動累積在腫瘤中，防止藥物在健康組織中積累[3]。臨床前研究中已證明，TRACTr藥物可達到較高的安全倍數，具有與標準TCE相當的抗腫瘤功效，同時可防止細胞因子釋放、健康組織毒性和全身免疫激活。

合肥研究院固體所在高通量篩選二元硫族化合物熱電材料研究中取得...

該工作基於熱電理論方法的發展，通過高通量計算手段篩選出了具有高效熱電性能的二元硫族材料。　　尋找性能良好的新型熱電材料是促進熱電器件大規模商業應用的重要手段。在高通量研究材料的熱電性能中，需要高效計算材料的電學性質和聲學性質。但由於理論計算材料載流子弛豫時間和晶格熱導率的複雜與困難，先前的很多高通量研究工作均沒有充分考慮材料的電聲相互作用和非簡諧效應強度對其熱電性能的影響。

JMC|如何設計高通量篩選?諾華5年實戰經驗總結

諾華生物醫學研究所（NIBR）高通量篩選平臺諾華生物醫學研究所（NIBR）高通量篩選平臺最早的是所有可用化合物的集合。在2015年，我們設計了第一代篩選平臺以方便訪問具有優化屬性的各種子化合物庫。基於平板的高通量篩選（HTS）仍然是藥物發現中小分子化合物命中的主要來源，儘管出現了無板編碼的篩選方法，例如DNA編碼文庫和基於微流體的方法，以及計算方面的虛擬篩選方法。因此，許多製藥公司繼續投資於平板型低分子量（LMW）篩選平臺並將其視為關鍵資產。NIBR項目團隊通常以迭代方式篩選總化合物集合的子集（超過200萬種獨特的化合物）。

JMC | 如何設計高通量篩選?諾華5年經驗總結

諾華生物醫學研究所（NIBR）高通量篩選平臺諾華生物醫學研究所（NIBR）高通量篩選平臺最早的是所有可用化合物的集合。在2015年，我們設計了第一代篩選平臺以方便訪問具有優化屬性的各種子化合物庫。我們將這些化合物分配為2D網格上的plated子集，在一個維度上基於屬性的排名在另一個維度上增加了結構豐富性。

高通量測序技術在產前診斷中的應用

高通量測序技術在產前診斷中的應用 2020-

【材料】中科院新疆理化所Angew Chem:巨雙折射晶體的高通量設計篩選的實現

圖1.（左）高通量篩選方法和系統；（右）篩選出的大雙折射材料。眾所周知，雙折射是偏振光的一個關鍵光學特性，目前主要的商業化雙折射晶體α-BaB2O4和YVO4的雙折射分別為0.12和0.22。針對氧化物中什麼體系可產生大雙折射這一科學問題，該團隊發展了一種目標導向性高通量篩選方法，首先篩選微觀極化率各向異性大的活性基元，在篩選具有優勢排列的功能模塊（FMs），結合第一性原理計算實現大雙折射材料高通量篩選。該團隊發現了一系列雙折射活性基元即含有C-O基團共軛大π鍵的基團[C2O4]2-、[C2O6]2-、[C4O4]2-、[C6O6]2-。