分析科学自动化的兴起
分析科学领域对自动化的需求正在增加，这在很大程度上是由对生物治疗的兴趣激增所驱动的。与小分子药物相比，生物治疗药物是大而复杂的分子，这使得它们的分析特别具有挑战性。
要了解更多关于生物治疗分析的重要性以及自动化如何帮助解决一些相关挑战，188金宝搏备用采访了赛默飞世尔科学公司实验室自动化产品管理专家Sudharshan Rangarajan。在这次采访中，Sudharshan还讨论了实验室如何克服一些障碍的将自动化融入到他们的工作流程中，并重点介绍了赛默飞世尔科技在这一领域提供的一些解决方案。
安娜·麦克唐纳(AM):你能描述一下生物疗法的一些主要特征吗?为什么分析如此重要?
Sudharshan Rangarajan (SR):与化学合成药物(小分子药物)相比，生物治疗药物由大而复杂的分子组成。尽管这些分子的大表面积转化为与药物靶标的高度特异性相互作用，但它们的大小和复杂性使表征技术更具挑战性。生物治疗学中通常分析的一些主要特征包括:
1.
蛋白质糖基化分析。
2.
蛋白质聚集分析。
3.
宿主细胞蛋白分析。
4.
生物分子相互作用分析。
上述特征的分析是通过一系列技术完成的，包括:
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亲水相互作用液相色谱。
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二维液相色谱法。
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毛细管电泳(CE)
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反相液相色谱法。
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粒径排除色谱法。
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ELISA。
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sds - page。
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Bio-layer干涉法。
质谱(MS)技术可以与上面提到的大多数技术相结合。
分析是非常重要的，这包括在发现和开发过程的所有阶段进行的生物治疗的完整表征。这很重要，因为关于产品一致性、安全性和有效性的知识会在整个管道中传递。应力条件、制造过程和储存都会影响蛋白质结构，并经常导致稳定性问题和聚集。因此，在发现管道的早期阶段，有前途的生物候选药物(具有良好的治疗活性和稳定性)被选择进行深入表征。
这就是自动化可以实现的地方。数据的一致性(就结果而言，样本复制之间没有可变性)是自动化的主要好处之一，在这里非常有价值。
AM:是什么让生物治疗分析特别具有挑战性?
SR:生物治疗分析具有挑战性的一些主要原因如下:
1.
强调更高的生产力，这意味着研究人员被迫尽快筛选候选药物，以增加进入临床试验的机会。
2.
需要减少药物开发周期中的时间和成本，这给分析方法和过程带来了很大的压力。
3.
先进的生物疗法，更广泛的工程，增加了结构的复杂性。
4.
随着生物治疗复杂性的增加，发生翻译后修饰和分子异质性的可能性更高，这就需要能够控制这些修饰。
5.
蛋白质产物通常是在细胞介质中发现的，细胞介质通常非常复杂，这使得蛋白质产物的鉴定具有挑战性。
6.
传统的分析技术适用于小分子药物，但不适用于大分子药物，因此需要研究新的分析技术。对于大分子生物疗法，检测是顺序的，而在传统的基于小分子的筛选中，检测是平行的。
因此，研究生物疗法的研究人员必须采用各种分析技术来表征这些大分子。
AM:你能强调一下这个领域的公司想要自动化的一些原因吗?COVID-19大流行对此有何贡献?
SR:今天，分析科学领域对灵活和标准化的自动化解决方案有很高的需求。还需要保持高生产率，并降低生物治疗药物发现和开发过程的成本和时间。2019冠状病毒病大流行更加突出了这一需求，世界各地的实验室在遵守社交距离协议的同时，必须保持最低限度的人员数量，并继续保持生产力。实验室工作人员在实验室的时间有限，因此监控这些过程。这就需要在非工作时间不受监控地运行自动分析系统。
直到几年前，分析科学领域还被部分自动化系统所主导。全自动系统的存在是针对特定应用的。这通常会导致自动化孤岛——它们彼此脱节，需要人工干预。此外，与高通量筛选系统相比，由于高度复杂的工作流程和频繁变化的过程以及众多子过程，对分析过程的灵活自动化解决方案的需求存在。用于分析过程的实验室仪器没有标准化，使用了各种形状和体积。
实验室自动化可以解决这些挑战中的大多数，并通过其他改进(如数据可重复性，数据跟踪)以及减少工作人员的动手时间(他们将能够更多地关注结果而不是执行实验本身)，极大地造福分析研究人员。容器的标准化对于自动化工作流也很重要，因为大多数自动化友好的仪器以及机器人移动器处理SBS板格式。
问:希望将自动化纳入其工作流程的实验室是否应该意识到一些障碍?
SR:将自动化集成到现有的以手动为重点的工作流中的主要障碍之一是从手动工作流到自动化工作流的转换的挑战。研究人员和其他实验室工作人员必须考虑如何改变他们现有的工作流程以适应自动化。在规划自动化时，必须考虑预算要求和空间等其他因素，这可能会给某些实验室带来一些挑战。这在以前没有使用自动化仪器的经验的小型实验室中尤其如此。
还有一种误解是，新技术和伴随而来的做事方法充满了困难，而且学习曲线陡峭。今天的自动化仪器越来越用户友好，并提供良好的灵活性。这些系统的用户界面已经变得非常简单，学习如何自动化这些仪器相对简单，工作人员只需要很少的时间。
另一个障碍是自动化仪器需要一定程度的编程知识来操作的概念。这不是真的!今天的软件很简单，只有点击、拖放界面。赛默飞世尔科技公司的自动化硬件和软件产品套件是在考虑科学家的情况下构建的。绝对不需要编程知识来使用甚至掌握这些工具的使用。一个恰当的例子是Thermo Scientific™Momentum™工作流调度软件。Momentum是一款动态调度软件，可使实验室自动化用户高效轻松地设计具有多个流程的复杂工作流程。动量流控制功能的可用性是一个完美的例子，用户如何可以使仪器执行复杂的任务，完全没有编程知识。
最后，定价还是感知自动化技术成本多少!由于技术的进步，与几十年前相比，自动化仪器的价格要便宜得多。对于客户来说，重要的是要记住，为了执行成本效益分析，必须考虑大局。自动化带来的一些直接经济效益包括:
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减少实验误差。
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提高可重复性结果。
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扩展能力。
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减少全职员工的动手时间。
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最大限度地提高吞吐量。
AM:您能给我们介绍一下赛默飞世尔科技在这一领域提供的自动化分析技术优化和自动化解决方案吗?
SR:随着仪器和软件的进步，实验室自动化也在不断发展。最近的大流行加速了关于如何拥抱自动化和数字化转型的战略讨论，并强调了对多样化和互联解决方案的需求。它带来了该领域的新改进，以确保业务连续性，同时不影响生产力和数据可再现性。
赛默飞世尔科技在分析科学领域提供一系列解决方案。的Thermo Scientific™Vanquish™UHPLC装载机是一个端到端分析工作流程解决方案，可以实现上游样品制备和下游分析之间的无缝集成，几乎没有人为干预。分析工作流程中的所有步骤都可以使用赛默飞世尔的实验室自动化产品进行集成。这个完整的工作流程自动化解决方案提供了更好的生产力，增强的再现性和数据跟踪，从而为完全连接的实验室铺平了道路。
的Thermo Scientific™inSPIRE™协作实验室自动化平台集成了您的科学工作流程所需的一切。由于模块化和灵活性是其设计的基础，inSPIRE平台为希望实现自动化工作流程的吞吐量、效率和可重复性优势的实验室提供了可扩展的解决方案。
我们的行业领先的Thermo Scientific™Momentum™工作流调度软件使用户能够在功能强大且易于使用的可视化环境中定义、执行和监控科学流程和工作流。无论是连接仪器装载机、工作站还是完整的变革性自动化系统，Momentum都能为端到端科学工作流程提供无缝的用户驱动界面和动态数字连接。与内置数据工具，它有助于连接到实验室的软件生态系统进行双向数据传输，从而使其成为一个强大的软件，以实现新的自动化性能水平
赛默飞世尔科学还提供了唯一的SCARA型(选择性合规铰接机器人手臂)实验室自动化机器人，集成了视觉辅助教学，条形码读取和四轴运动-Thermo Scientific Spinnaker微孔板机器人．功能，如板检测，内置的错误恢复，自动停止与意外碰撞，内置的板重新定位和去盖，所有的工作一起确保您的结果的稳健交付。
可以满足所有细胞培养应用程序中的自动孵育需求Thermo Scientific™Cytomat™孵化器系列，包括精确湿度控制，扩展温度范围，自动去污程序，TRUE轨道振动和二氧化碳控制等功能，以支持高容量和高质量的细胞生长。
此外，赛默飞世尔科技在分析科学领域提供多种解决方案，包括Thermo Scientific™Chromeleon™色谱数据系统(CDS)软件，Thermo Scientific™BioPharma Finder™软件，Thermo Scientific™Zeba™旋转脱盐柱，Thermo Scientific™Pierce™蛋白A柱，Thermo Scientific™NAb™蛋白G自旋柱像这样的工具Thermo Scientific™EasyPep™96 MS样品准备试剂盒以及Thermo Scientific™SMART Digest™蛋白酶K试剂盒．
AM:在生物治疗分析方面，您有进一步发展的计划吗?
SR:分析科学领域对自动化解决方案有着巨大的需求。具体来说，我们在生物治疗工作流程/大分子工作流程领域看到了这一点，该领域已经完成了几个项目。这些大型项目大多是我们提供的定制解决方案，从项目开始一直到完成，我们都与客户密切合作。
虽然我们仍然有能力支持这些定制项目类型的解决方案，但我们计划将这些解决方案作为标准包提供给这些大分子工作流程的常规使用仪器。我们计划与赛默飞世尔科技的其他业务部门一起提供这些标准捆绑包，利用他们在这一过程中的专业知识。这将使客户能够获得交钥匙解决方案，使他们能够以最小的停机时间开始工作。
Sudharshan Rangarajan采访了科技网络的科学作家Anna MacDonald。188金宝搏备用
