1、高通量藥物篩選與創新藥物研究高通量藥物篩選與創新藥物研究中國科學院上海藥物研究所中國科學院上海藥物研究所國家新藥篩選中心國家新藥篩選中心李佳李佳內容內容 高通量藥物篩選：模型建立、化合物制備、自動化、數據處理 我國高通量藥物篩選的現狀 我們在高通量藥物篩選與創新藥物研究方面的策略：組合篩選模型體系、分子家族篩選模型體系、化學生物學方法研究活性化合物作用機制 我們在高通量藥物篩選與創新藥物研究方面的研究實例化合物資源化合物資源藥物發現藥物發現DRUG DISCOVERYDRUG DISCOVERY藥物開發藥物開發DRUG DEVELOPMENTDRUG DEVELOPMENT1.1. 臨床前研究

2、臨床前研究2. 2. 臨床研究臨床研究藥物候選化合物藥物候選化合物藥藥新新1.1.藥物先導化合物的發現藥物先導化合物的發現2.2.藥物先導化合物的結構優化藥物先導化合物的結構優化新藥研究的兩個階段分子生物學分子生物學細胞生物學細胞生物學基因組學基因組學蛋白組學蛋白組學生物信息學生物信息學結構生物學結構生物學計算機輔助藥物設計計算機輔助藥物設計藥物化學藥物化學高通量篩選高通量篩選技術技術天然產物天然產物化學合成化學合成組合化學組合化學化合物庫化合物庫篩選模型篩選模型結構優化結構優化先導化合物先導化合物篩選篩選藥物發現的關鍵環節藥物發現的關鍵環節高新技術集中的焦點高新技術集中的焦點高通量篩選高通量

3、篩選（HTS）運用自動化的篩選系統在短時間內、在特定的篩選模型上完成數以千計，甚至萬計化合物樣品的活性測試。一般而言，日篩選能力應在10000次以上方可以稱為高通量篩選。The Evolution of HTS高通量篩選高通量篩選快速快速-每天篩選上萬藥次每天篩選上萬藥次微量微量-篩選樣品需要量為微克級篩選樣品需要量為微克級靈敏靈敏-準確判斷篩選樣品的活性和選擇性準確判斷篩選樣品的活性和選擇性經濟經濟-篩選費用低篩選費用低常規篩選高通量篩選常規篩選和高通量篩選常規篩選和高通量篩選高通量篩選高通量篩選的四個要素的四個要素樣品制備樣品制備自動化自動化HTS模型建立模型建立數據處理數據處理要素一：高

4、通量篩選模型建立要素一：高通量篩選模型建立針對某一特定靶點，設計一種生物活性檢測方法并使之適用于高通量篩選。選擇高通量篩選的靶點選擇高通量篩選的靶點來源于基礎科學對于一種疾病進行細致研究后的理解和發現。根據這些結果，我們可以選擇其中關鍵的生物效應環節進行干預。這些靶點包括受體、酶、激素、因子、離子通道和蛋白間的相互作用等。Current Drug Targets Membrane Receptors45% Enzymes28% Hormones and Factors11% Ion Channels5% DNA2% Nuclear Receptors2% Unknown7%N = 483 J.

5、 Drews, Science (2000) 287:1962靶點確證靶點確證 Expression phenotype ? Mutant ? Antisense treatment ? Antibody treatment ? RNAi ? Knockout / knockin ? Inhibitor treatment ?克隆克隆PCR、RT-PCR方方法從法從cDNA文庫、文庫、EST克隆、組織克隆、組織和細胞的總和細胞的總RNA中得到關鍵靶基中得到關鍵靶基因因亞克隆亞克隆大腸桿菌表達系統酵母表達系統昆蟲表達系統大規模表達、大規模表達、純化、復性，純化、復性，得到純凈重組得到純凈重組蛋白

6、蛋白時間光吸收NONHONHOSONHONHOOOEtSHONHONHOO EtSSC O O HH O O CN O2O2NSC O O HN O2E412nm =13,600 M-1cm-1檢測方法的確檢測方法的確定、優化及高定、優化及高通量篩選模型通量篩選模型的建立的建立分子水平篩選模型建立流程模型設計模型設計體外生化檢測通常通過體外生化檢測方法進行篩選的靶點包括酶、受體、蛋白與蛋白的相互作用等細胞水平的檢測主要用于信號傳導通路相關的靶點（包括受體、離子通道）以及為發現抗生素設計的篩選模型通過顯色反應、熒光、化學發光以及同位素檢測技術測量生物反應的終點。體外生化檢測體外生化檢測體外生化檢

7、測均相檢測異相檢測放射性檢測非放射性檢測放射性檢測非放射性檢測SPA 微粒SPA 微孔板顯色反應檢測吸收光檢測熒光檢測 微粒方法檢測過濾方法檢測吸收方法檢測沉淀方法檢測放射免疫ELISA 檢測顯色反應顯色反應(Photometry)No2NHRONo2H2N 405nm=1.06104 M-1cm-1RSNHROOHSNO2CO2HO2NHO2CS SNHROSO2NHO2CSNO2CO2H+412nm=1.4104 M-1cm-1HSNHROEE顯色反應方法檢測顯色反應方法檢測MetAPMetAP活性活性maxnmH2NNSOMetAPMet+ONHNO2HNONHNO2ProAPH2NNO

8、2NHOHO顯色反應方法檢測顯色反應方法檢測MetAPMetAP活性活性H2NSNHOHSOOROHSNHOHOROHSNO2CO2HO2NHO2CS SNHOROHOMetAPMetSO2NHO2CSNO2CO2H+R=Ph,CH3=412nm熒光強度熒光強度(Fluorescence Intensity)7-amino-4-methylcoumarinrhodamine 110resorufinFluorogenic Peptide Substrate熒光偏振熒光偏振(Fluorescence Polarization)偏振光快速旋轉方向隨機低的FP信號偏振光旋轉減慢，偏振光方向集中在偏振

9、面上強的FP 信號生物大分子FPTheoretical FP Behavior of a Series of Fluorescent DyesAs a Function of MW尺寸變化尺寸變化生物大分子+生物大分子FP 信號增強生物大分子+生物大分子FP 信號減弱競爭性結合+FP 信號減弱+IMAPProtein-DNA Binding FP HTSSer/Th Kinase Competitive FP Assay熒光共振能轉移熒光共振能轉移(FRET)熒光共振能轉移是指供體受激發后不發射出光子而將激發的能量轉移到受體的現象。這種方法可檢測生理狀態下相互作用分子間的距離。產生FRET需要

10、滿足三個條件：供體和受體間距離接近（10100埃）；供體的發射光譜與受體的激發光譜必須有重疊；供體和受體之間遷移偶極子的方向必須平行。Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)FluorescenceFluorescenceDAEfficient energy transfer: 10100 AbsorbanceWavelengthAbsorbanceWavelengthDonorAcceptor熒光共振能轉移熒光共振能轉移在大多數情況下，供體與受體標記的熒光染料是不同的，供體的熒光會因為受體的存在而發生淬滅。一般熒光素和四甲基羅丹明（tetra

11、methylrhodamine）之間發生50%有效能量轉移所需距離為55 埃，EDANS和DABCYL之間為33埃，EDANS和熒光素之間為46埃。FRET主要用于淬滅分析或與淬滅相關的分析。Fluorogenic (Quenched) SubstrateEDANS測定EDANS熒光強度DabcylDabcylEDANS蛋白水解酶FRETExample of use of FRET in a protease assayMatayoshi et al., Science 247 954 (1990)時間分辨熒光共振能傳遞時間分辨熒光共振能傳遞（Time Resolved FRET）LANCE

12、Assay for KinaseLANCE Assay for Transferase and Nuclear receptorLANCE Assay for Protease and HelicaseAlphaScreenAlphaScreen for PIP3AlphaScreen for cAMPDonor-StreptavidinBiotin-cAMPAcceptor-Anti-cAMP520-620 nm680 nmBRET閃爍親近檢測法閃爍親近檢測法(Scintillation Proximity Assay, SPA)放射性標記配體與SPA微粒上的生物大分子結合，親近閃爍產生可檢

13、測的光未標記配體不產生親近閃爍-射線作用與微粒上的閃爍劑發射可檢測的光SPA 微粒-射線在介質中被消散放射性標記配體FlashPlate - SPA without BeadsBind ReceptorOr Target toPlateRadiolabeledTracer andSample addedOnly boundTracer isMeasured常用的蛋白水解酶檢測方法常用的蛋白水解酶檢測方法R吸收光或熒光方法檢測產物125I用抗生物素鏈菌素包被的SPA微粒或FlashplatesTM捕獲生物素標記組分Fluores加入抗生物素鏈菌素測定熒光偏振1.2.3.R125IFluoresB

14、iotinBiotinBiotinBiotin蛋白水解酶蛋白水解酶蛋白水解酶R常用的蛋白水解酶檢測方法常用的蛋白水解酶檢測方法EDANS測定EDANS熒光強度DabcylCY5加入抗生物素鏈菌素-APC測定從Cy5到APC的共振能量轉移4.5.DabcylEDANSBiotinBiotinCY5蛋白水解酶蛋白水解酶常用的激酶檢測方法常用的激酶檢測方法 激酶抗生物素鏈菌素包被的SPA微粒或FlashplatesTM捕獲生物素標記組分或磷酸纖維素板捕獲磷酸化組分Biotin1.2.+ AT33P33PO43-應用銪標記抗磷酸化抗體及抗生物素鏈菌素- APC進行均相 FRET檢測+ ATPPO43-

15、BiotinBiotinBiotin激酶常用的磷酸酯酶檢測方法常用的磷酸酯酶檢測方法3.4.33PO43-PO43-+ Free PO43-+ Free 33PO43-抗生物素鏈菌素包被的SPA微粒或FlashplatesTM捕獲生物素標記組分或磷酸纖維素板捕獲磷酸化組分應用孔雀綠染料檢測游離 PO43-磷酸酯酶BiotinBiotinBiotinBiotin磷酸酯酶以酶為靶點以酶為靶點以酶為靶點進行的高通量篩選的優化及標準化涉及以下幾個步驟： 確定反應條件（如緩沖液、pH、溫度） 天然或合成的底物的確定 酶動力學 信號窗口的評價 對已知抑制劑的反應情況底物轉變為產物后，分別使用顯色反應、熒光

16、或放射性化學的方法等。適用的靶點不僅包括蛋白酶、激酶和磷酸酯酶，也包括其它酶類，如DNA連接酶和解旋酶。細胞水平檢測細胞水平檢測細胞水平檢測均相檢測異相檢測微生物檢測哺乳動物細胞檢測存活檢測生長/生長抑制檢測報告基因檢測混合檢測細胞毒性和細胞增殖檢測雙雜交檢測報告基因檢測放射性檢測非放射性檢測放射性檢測過濾方法檢測放射免疫ELISA 檢測非放射性功能檢測熒光成像檢測熒光成像檢測(FLIPR)貼壁細胞或懸浮細胞中Fluo-3的熒光強度，間接反映鈣離子的濃度。在FLIPR實驗中，可以用96孔或384孔板對多個樣品同時檢測，測定熒光強度的過程僅需1秒。可進行鈣離子內流的動力學檢測。FLIPR fun

17、ctional screening assayLGTPGDP PLCinositol phosphatesCa2+Fluorescentdye+fluorescent signal報告基因報告基因 報告基因受一個可誘導轉錄因子的調控，從而響應受體的活動，并指導報告蛋白的合成。 對應不同的細胞株，可有多種報告基因和載體可供選擇。常用的有螢火蟲熒光素酶(luciferase)、分泌型堿性磷酸酯酶(secreted alakaline phosphatase, SEAP)、氯霉素乙酰轉移酶(chloramiphenicol acetyltransferase, CAT)、-半乳糖苷酶(-galact

18、osidase)、-內酰胺酶和綠色熒光蛋白(GFP)。Reporter GeneBaitProteinBindingDomainPrey ProteinActivationDomain Two hybrid proteins are generated with transcription factor domains Both fusions are expressed in a yeast cell that carries a reporter gene whose expression is under the control of binding sites for the DNA-

19、binding domainThe Two-Hybrid SystemReporter GeneBaitProteinBindingDomainPrey ProteinActivationDomainThe Two-Hybrid System Interaction of bait and prey proteins localizes the activation domain to the reporter gene, thus activating transcription. Since the reporter gene typically codes for a survival

20、factor, yeast colonies will grow only when an interaction occurs. Quantum dots Invitrogen 公司的Qdot技術Quantum dots 是一種與蛋白質尺寸相當的半導體材料，具有獨特的熒光特性。已成為篩選藥物的有利工具。熒光持續時間時間長，適合時間分辨檢測。顏色多樣，在同一激發波下，不同尺寸的微利可發出多種激發光，加上其表面可以耦聯多種生物分子，可同時標記多個靶點。安全：細胞毒性低，可用于活細胞或者體內研究。Qdot的結構High Content ScreeningHigh Content Screening

21、CellomicsArrayScanKineticScan Molecular DevicesDiscovery-1Visualize and analyze cell populationsIdentify sub-cellular protein localizationPerform multi-parameter analysis Live cell assays to detect translocation of signaling proteins: primary screening lead profiling Pathway screening for functional

22、 effect, rather than specific mode of action (e.g.: in vitro binding, catalytic activity). Modulation of protein translocation is an alternative to inhibition of catalytic activity: protein translocation modulators.Translocation Assay Protein Translocation is Essential for Intracellular SignalingThe

23、 PKB/Akt PathwayGreater Selectivity with Translocation ModulatorsActive Site inhibitors often lack specificity and selectivity unwanted side effects. Many signalling proteins with very different functions share similar active sites - e.g. Protein Kinase C family.ATP and Substrate binding sitescPKCnP

24、KCaPKCOther binding sitesXXXXXXPKC catalytic inhibitors all act on ATP-binding siteOther binding sites could be targets for specific, selective inhibitors.GFP Fusion Proteins for Detecting Translocationsmolecule of interestGFPpromoter Make stable, transfected cell lines. Quantify intracellular trans

25、locations of target in high throughput.Membrane to Cytoplasm TranslocationExamplePathwayTherapeutic areaPLCd dPhosphoinositide ManyMARCKSPKCCancer, DiabetesMembrane ReceptorsReceptor internalizationManyTarget: PLC-PH domainHost cell type: CHO-hIRStimulation: ATPTimescale: 5-20 secCytoplasm to Nucleu

26、s TranslocationExamplePathwayTherapeutic areap65 NFk kBTNF etc.InflammationERK1MAPKCancerp38StressInflammationJNKcJunCancer -cateninWntCancerNuclear receptorsRXR, LXR, estrogen etc.ManyTFsTranscriptionManyTarget: Erk1Host cell type: HeLaStimulation: FCS / hEGFTimescale: 10 minVesicle to Plasma Membr

27、ane TranslocationExamplePathwayTherapeutic areaGLUT4InsulinDiabetesReceptor & channel recyclingEndosomalManyTarget: GLUT4Host cell type: CHO-hIRStimulation: InsulinTimescale: 20 minA human GLUT4 assay in Xcellsyz Ltd. conditionally immortalized human fat and muscle cell lines is under developmen

28、t.Cytoplasm to Membrane TranslocationExamplePathwayTherapeutic areaPKC Phosphoinositide CancerPKC Phosphoinositide Diabetic complicationsPKC PhosphoinositideCardiovascularAkt/PKBGrowth factorCancer, DiabetesArnoPI3-KMany -ArrestinGPCRsManyTarget: Akt1 / PKBaHost cell type: CHO-hIRStimulation: IGF-1

29、/ insulinTimescale: 5 minAssay read on IN Cell Analyzer with the Membrane Spot Analysis Module (MSPO).要素二：化合物樣品庫制備要素二：化合物樣品庫制備 結構多樣性（Chemical diversity） 類藥性（Drug-like)Lipinski規則規則 MW 500 ClogP 5 H bond donors 5 H bond acceptors 10Properties of an “Average” DrugUndesirable Compounds Unstable Reactive

30、 Michael acceptor Toxic Liquid General metal chelator Polyaromatic metallocompound篩選樣品來源篩選樣品來源 傳統化學合成、分離 合成化合物 分離的天然產物純化合物和粗提物、有效部位 組合化學合成 從化合物數量和結構多樣性上，充實供篩選的化合物庫 與其他機構的合作、交換或購買傳統化學合成和分離傳統化學合成和分離 單個合成、分步純化 一個化學工作者一年合成化合物的數量從不足一百個特點：數量相對較少，但各化合物相關數據全，質量較高對特定的靶點SAR明確，對一個全新靶點，這些知識有助于產生新的先導化合物組合化學組合化學通

31、過各反應單體之間的不同組合方式，在短時間內生成大量的化合物（純的單一化合物或單一化合物的混合物）供醫藥研究或其他用途。如圖示：ABC.ABABCA + B + C +.ABC.A: A1, A2, A3.B: B1, B2, B3,.C: C1, C2, C3,. .ABC.: A1B1C1, A2B2C2, .AxByCz特點：化合物數量大，相對結構多樣性易于設計、合成-100,000 compounds (and more!) in a year with a few chemists and automation SAR的產生 Drug-like？組合化學組合化學發掘天然產物資源發掘天然

32、產物資源大自然是另外一個能提供具有結構多樣性小分子有機化合物的主要來源。經典方法-分離純化、結構鑒定、活性測試-費時、效率低，遠遠不能滿足現代高通量篩選的需要。這在一定程度上影響了天然產物來源的樣品在近年來的藥物研究中受重視程度。從結構多樣性的角度考慮，大自然可能給予我們的結構多樣性大大高于組合化學，因而天然產物或天然來源的樣品的重要性不容忽視。這也是現代天然產物化學研究的新的切入點。天然化合物庫（天然化合物庫（Nature Product Pool）盡管許多天然產物在一些特定生物模型上被篩選過，但至今沒有多少化合物在所有現存的模型上被廣譜篩選過的事實似乎給我們這樣一種信息：隨著新的藥物篩選模

33、型的不斷涌現，一些已知的天然化合物可能會被發現具有全新的生物活性。天然產物對新藥發現和開發的重要性天然產物對新藥發現和開發的重要性天然產物，特別是植物中的天然產物作為藥物用途的歷史非常古老，為什么自然界能產生對人體疾病有效的物質？為什么20世紀后半葉對從天然產物尋找新藥失去了興趣？為什么最近制藥企業又對來源于天然物的先導化合物產生了興趣？為什么自然界能產生對人體疾病有效的為什么自然界能產生對人體疾病有效的物質？物質？化學家和生物化學家對次級代謝產物（所有非蛋白天然產物）的產生提出了六種主要的假設，Haslam歸納如下：1）次級代謝產物是無特定生理功能的單純排泄物；2）次級代謝產物曾經起過功能代

34、謝作用，但目前其作用已失去；3）次級代謝產物是所有體內變化的產物，在生物體內沒有任何真正的作用；4）次級代謝產物是進化過程中的一例，在新化合物產生之前，次級代謝物是為了保存進化所必需的物質而存在；5）次級代謝產物為初級代謝所不需要的酶提供發揮作用的場所，重要的是次級代謝過程，而不是次級代謝產物；6）次級代謝能產生防御物質和其他重要的生理活性物質，對生物體的生存具有重要作用。為什么為什么2020世紀后半葉對從天然產物尋找世紀后半葉對從天然產物尋找新藥失去了興趣？新藥失去了興趣？ 20世紀70年代末興起的組合化學的發展使得短期有效合成上萬個化合物成為可能 ； 隨著具有自動化系統的高通量篩選技術的發

35、展，每天可以篩選50000個以上的樣品，為組合化學合成的樣品提供一種快速篩選方法； 天然生理活性物質分離的復雜化和大量生物材料獲得不易。天然產物研究的復活天然產物研究的復活 天然產物研究的成功 天然產物研究的獨特性 新篩選方法的影響根據新藥的研發過程設計有效的天然產物研根據新藥的研發過程設計有效的天然產物研究方法究方法 天然材料的獲得和提取 有效的篩選方法 天然生理活性物質的分離 快速有效的結構解析方法 生物學的評價 天然生理活性物質的大量獲得 構效關系研究天然產物或其類似物作為藥品實例天然產物或其類似物作為藥品實例61% of 877 small molecule drugs introdu

36、ced worldwide during the period 1981-2002 can be traced to, or were inspired by, natural products. 洛伐他汀洛伐他汀 (Lovastatin)(HMG-CoA抑制劑）抑制劑）R1MeHOMeOOOHOHMeR2HCompactin:R1=R2=HMevinolin: R1=CH3,R2=HSimvastin: R1=CH3,R2=CH3NMeMeCO2HFHOHNOOHOHCO2HFHOHNMeMeMeMeMeONMeMeOHCO2HFHOHMeHOMeOONaO2CHOHMeHOHHOPrava

37、statinFluvastatinCerivastinAtorvastin環孢菌素環孢菌素A（Cyclosporine A）NNHHNNOOOOHNOONHNNNOOOOONHOH真菌Trichoderma polysporum分離抑制器官移植排異反應的免疫抑制劑紫杉醇HAcOBzOOOHOR1OHOOOOHNHR21. Paclitaxel R1=Ac, R2=Bz2. Docetaxel R1=H, R2=Boc231013紫杉醇(1 1, Paclitaxel, Taxol)是從太平洋紅豆杉Taxus brevifolia樹皮中提取分離得到的天然二萜化合物。多西紫杉醇(2 2, Doce

38、taxel, Taxotere)是在紫杉醇的結構修飾和改造過程中通過半合成方法得到的。2001年全世界紫杉醇年銷售額在20億美元以上，多西紫杉醇年銷售額達到10億美元以上。這兩種藥物已經成為當前，也是歷史上最為暢銷的抗癌藥物。 NNOR1R2R3OOHOH3CNNOO喜樹堿及其衍生物喜樹堿及其衍生物Camptothecin R1=R2=R3=HTopotecan R1=H,R2=CH2N(CH3)2,R3=OHIrinotecan R1=CH2CH3,R2=H,R3=(A)9-Aminocamptothecin R1=R3=H,R2=NH29-Nitrocamptothecin R1=R3=H

39、,R2=NO2(A)喜樹堿及其衍生物是DNA局所異構酶 (DNA toposomerase 抑制劑。ROOHOHNCH3HOOHHOH3CONCH3NHOCH3CH3HHCH3H3C嗎啡生物堿嗎啡生物堿Morphine,R=HCodeine,R=CH3Buprenorphone,活性為Morphine2550倍，成癮性低于嗎啡。Pentazocine,活性僅為嗎啡的30，但成癮性極低天然產物研究的未來利用組合化學合成“非天然的天然物”或“類天然產物庫”多樣性導向合成多樣性導向合成 (diversity-oriented synthesis)Galanthamine 四環骨架化合物庫的建立和分泌

40、途徑抑制劑及高爾基-質膜運輸抑制劑Secramine A 的發現Shair M D and Kirchhausen T. Nature chemical biology, 2006, 2: 39-462527 compounds were synthesizedCompound Storage Solid Long-term storage DMSO solution Long-term storage (10 year?) Working solutionsCompound plates Mother Plates DMSO solutions from vendors Daughter P

41、lates DMSO solutions 1 mg/ml Assay Plates Aqueous solutions 25 g/mL compound 2.5% DMSO 20 L123456789101112ABCDEFGH12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ABCDEFGHIJKLMNOP80 Compounds352 Compounds88 CompoundsSample management technology化合物庫是醫藥公司和研究機構最寶貴的資產。其數量和質量的重要性需要高可靠性的自動化儲存和檢索系統。專業的

42、樣品管理公司可提供整套的樣品管理產品，包括：自動化的儲存系統大型系統可儲存60,000,000樣品。儲存環境溫度可達到-80 。自動化樣品處理設備樣品稱量、溶解，微孔板間復制，封膜，Cherry picking。軟件儲存系統控制軟件，樣品管理系統軟件。耗材微孔板，微試管，封膜，Barcode.Sample management technology 瑞士Tecan公司的樣品自動化儲存系統產品Click to view the videoREMP Large-size storeTM (LSS)要素三：自動化要素三：自動化 自動化技術的應用，提高篩選效率，擺脫人為誤差因素微孔板（微孔板（Micr

43、oplate） 微孔板（Microplate）是許多方法和解決方案的最終決定因素。盡管近年來的芯片技術發展很快，但微孔板在生物醫藥研究中仍扮演著不可替代的角色。正是微孔板的應用使人們提出了將多個反應管以平行方式同時處理的概念，這些概念一定程度上大大促進了自動化篩選系統和工作站的快速發展。對于所有開發的儀器而言，微孔板是一個共同的標準，同時標準化的要求也增加了現代自動化系統的可靠性。其中，96孔板和384孔板都已經制定了相應的標準(Society of Biomolecular Screening task force Standards in Automation and instrument

44、ation)。但是其他的高密度板，如864、1536、3456，甚至9600孔板目前還沒有統一的標準。這些標準或準標準板的使用已經大大地降低了篩選成本，同時增加了通量。 Microplates 微孔板是篩選的載體，其制造技術也隨著篩選技術的發展而發展，包括： 微孔板的顏色和材料 微孔板微孔的設計和密度 微孔板材料的表面處理Microplates from CorningMatrix of Wells864963841536 WellRowColumnVolume9681230038416241001536324810Microplates 微孔板的顏色和材料顏色類型應用透明 光吸收檢測不透明黑

45、色：熒光檢測白色：化學發光檢測底部透明細胞實驗，底部檢測材料類型應用聚苯乙烯（PS）疏水性，透明度高，多用于篩選板聚丙烯 （PP）化學穩定性高，適合化合物儲存UV透射材料光吸收率低，適合UV檢測Microplates 微孔板微孔的設計和密度 微孔板微孔密度的增加可以顯著提高單位時間內篩選的通量。 節約成本。 提高篩選質量。微孔密度96孔384孔1536孔3456孔微孔容積75-250 mL20-100 mL2-10 mL1mLMicroplates 微孔板材料的表面處理類型應用與生物分子無親和力Corning公司NBSTM微孔板：均相生化測試與生物分子高親和力非均相測試，例如：ELISA, D

46、ELFIA為細胞組織培養特別處理Corning公司的CelllBind微孔板：提高細胞貼壁性多聚賴氨酸表面：超低細胞親和力表面：降低細胞貼壁能力共價處理表面與DNA，碳鏈，巰基有特異的親和力微孔板設備微孔板設備一般而言，一個自動化篩選系統的大多數組件總是圍繞微孔板而工作的，它們均可稱為微孔板設備。 獨立單元（Stand-alone）：指象洗板器、液體分配器（Liquid Dispenser）和酶標儀等 工作站（Workstation）：能執行多重功能（通常指圍繞微孔板）的部分， 如液體轉移裝置（Liquid Handling）可圍繞微孔板執行多重功能History 1980s, Zymark世

47、界上第一臺工作站是由Zymark公司開發的BenchmateTM系統，它集成了精密天平、單通道加液頭、移液裝置、振蕩器和HPLC進樣器等。通過一個機械臂可以將不同的容器從一個工作臺移至另一個工作臺，但這一系統主要是針對管形反應器設計而設計的，并不適用于今天的微孔板。第一臺基于于微孔板設計的工作站是由Beckman Coulter開發的Biomek1000，它整合了單通道和多通道的吸液、加液、洗滌和單通道檢測（密度測定）等組件部分。Biomek2000： 使用可變換工具后變得更加靈活，如不同的吸收器、分配器等。其特點是可以針對不同的需要設計不同的操作程序。BiomekFX：集成了更強大的功能，如多通道可同時、亦可執行不同的任務，雙手臂操作則更是增加了有效性和操作速度。Biomek 2000 Automation Workstation 自動化液體分配裝置自動化液體分配裝置Beckman Biomek FX96-channel pipetting head High-capacity for simultaneous liquid transferSpan-8 pipettor Flexible with individual movement and liquid sensing capability for hit picking and plate re