加速化学合成与“涡轮芯片”

尽管日益增长的需求,新开发药物的数量不断下降在过去的几十年。寻找新的活性物质,其生产特性,生物有效性和筛选是非常复杂和昂贵的。其中一个原因是,所有三个步骤分别进行了迄今为止。卡尔斯鲁厄理工学院的科学家(工具包)已经成功地结合这些过程在芯片上,因此,促进和加速过程产生有前途的物质。由于小型化,还可以显著降低成本。结果现在发表在自然通讯。

药物开发是基于大规模筛选大量化合物库。然而,缺乏对高通量的小型化和并行化方法在液相化学合成,不相容的生物活性化合物的合成和筛选的生物效应导致了严格分离到目前为止这些步骤。这使得过程昂贵和低效的。“因为这个原因,我们开发了一个平台,结合了化合物库的合成和生物高通量筛查在单个芯片上,“马克西米利安说奔驰的毒物学和遗传学研究所的(ITG)。这种所谓的chemBIOS平台兼容两种有机溶剂对合成生物放映和水的解决方案。“我们使用chemBIOS平台执行75平行三分量的反应合成脂类的一个图书馆,即脂肪,其次是使用质谱学表征,片上形成lipoplexes,和生物细胞筛选,“奔驰补充道。Lipoplexes核acid-lipid复合物,可以被真核生物,即人类和动物、细胞。“整个过程从图书馆合成细胞筛选只需要三天,约1毫升的解决方案,演示chemBIOS技术来提高效率的潜力,加快检查和药物开发、“奔驰指出。通常,这些过程需要几升的反应物,溶剂和细胞悬浮液。

最近,chemBIOS技术被提名为第一批三个地方的创新,诺奖2019年由陪审团的研究和产业的代表。

药物开发:大努力和几支安打

由于巨大的时间支出和空间和方法论的合成化合物的分离、筛选、临床研究,开发新的药物通常需要20多年和成本2 -四十亿美元。

传统药物开发的早期阶段是基于科学的三个领域:各种分子的化学家合成一个大的图书馆。所有化合物都是生产的,孤立的,分别为特征。然后,生物学家分析生物活性的分子库。高活性化合物,所谓的支安打,返回给化学。在此基础上预选,化学家合成这些化合物的进一步变化。这些二级分子库包含优化化合物。这个循环多次重复后,一些有前途的复合候选人转移到医疗药物开发的一部分,这些化合物在临床研究进行测试。几个然后成千上万的化合物进行第一次检查,只有一个或有时没有化合物达到药物开发的最后一步:新药的批准。这个过程很耗时间,需要一个大范围的基本概念和溶剂。这使得开发更加昂贵和慢,也限制了数量的物质筛选fea-sible号码。

参考:马克西米利安奔驰,et al。嫁给化学与生物学结合片上为基础的解决方案组合合成和细胞筛选,自然通讯(2019)DOI: 10.1038 / s41467 - 019 - 10685 - 0

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