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加速中藥創(chuàng)新 | 實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化如何賦能中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)
中藥資源是中醫(yī)藥事業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。2025年3月20日,,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于提升中藥質(zhì)量促進(jìn)中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》,,旨在形成傳承創(chuàng)新并重、布局結(jié)構(gòu)合理,、裝備制造先進(jìn),、質(zhì)量安全可靠、競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展格局,,增進(jìn)人民健康福祉,。

在推進(jìn)中藥科技創(chuàng)新方面:
一是提升科技創(chuàng)新能力,加強(qiáng)中醫(yī)類國(guó)家醫(yī)學(xué)中心和中藥領(lǐng)域全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心,、國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)。近年來,,在國(guó)家發(fā)展改革委,、科技部等部門的大力支持下,中醫(yī)藥領(lǐng)域已經(jīng)建設(shè)了7個(gè)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、5個(gè)國(guó)家工程研究中心,、4個(gè)國(guó)家醫(yī)學(xué)攻關(guān)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)。
二是加強(qiáng)中藥創(chuàng)新研發(fā),,加大國(guó)家科技計(jì)劃對(duì)中藥的支持力度,,推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。結(jié)合中醫(yī)優(yōu)勢(shì)病種,,聚焦重大慢病,、重大疑難疾病、新發(fā)突發(fā)傳染病,、特殊環(huán)境疾病等,,推出一批臨床療效突出,、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著的中藥創(chuàng)新藥。發(fā)揮醫(yī)療機(jī)構(gòu)中藥制劑,、名醫(yī)驗(yàn)方在中藥創(chuàng)新中的“孵化器”作用,,進(jìn)一步加強(qiáng)挖掘和轉(zhuǎn)化。
中藥創(chuàng)新研究仍面臨諸多挑戰(zhàn)
中藥化學(xué)組分復(fù)雜,,深入研究其物質(zhì)基礎(chǔ)中的化學(xué)成分,,有助于明確有效成分及結(jié)構(gòu),,為質(zhì)量控制提供依據(jù),,確保穩(wěn)定性和一致性。中藥的化學(xué)成分受植物品種,、種植,、產(chǎn)地、采收和炮制等因素影響,。分析特定化學(xué)成分可獲得藥效最佳成分,。從生物學(xué)角度看,研究中藥物質(zhì)基礎(chǔ)的生物學(xué)特性,,可更好地理解其藥理作用和治療機(jī)制,。通過細(xì)胞模型和動(dòng)物實(shí)驗(yàn),探究中藥對(duì)生物體生理功能,、代謝免疫過程等方面的影響,,有助于揭示其多成分、多靶點(diǎn),、協(xié)同作用的特點(diǎn),,評(píng)價(jià)其有效性、安全性和毒副作用,,為臨床應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。
智能化轉(zhuǎn)變:
實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化提速中藥創(chuàng)新研究
實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化使用自動(dòng)化技術(shù)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室任務(wù),最小化或無須人工干預(yù),,以提高生產(chǎn)力,、提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量、縮短實(shí)驗(yàn)周期或完成原本不可能開展的實(shí)驗(yàn),。在中藥創(chuàng)新研究的歷程中,,自動(dòng)化系統(tǒng)不僅提升研究的效率和精度,也為中藥現(xiàn)代化和智能化打開新的大門,。
提升研究效率:
中藥成分復(fù)雜,,研究過程繁瑣。實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化通過精確控制實(shí)驗(yàn)條件,,減少人為誤差,,提高實(shí)驗(yàn)重復(fù)性和可靠性,。例如,高通量篩選系統(tǒng)能快速篩選化合物,,結(jié)合中藥復(fù)方配伍理論,,實(shí)現(xiàn)不同中藥有效成分的組合篩選,為精準(zhǔn)治療提供更堅(jiān)實(shí)的理論支撐,。
保障轉(zhuǎn)化質(zhì)量:
中藥的安全性和有效性是其能否被廣泛接受的關(guān)鍵,。隨著中藥研究的深入,藥效評(píng)價(jià)和毒理學(xué)評(píng)價(jià)方法也在不斷創(chuàng)新,,評(píng)價(jià)方法越來越多樣化,。傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)面臨倫理和成本挑戰(zhàn),而基于細(xì)胞模型的體外試驗(yàn)更易于大規(guī)模應(yīng)用,。例如,,利用肝臟類器官模型,可研究中藥成分的毒性和代謝途徑,。
促進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)認(rèn)可:
中藥走向國(guó)際市場(chǎng)需要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),。實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)使中藥研究更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,,助力提升研究結(jié)果在國(guó)際醫(yī)藥體系中的認(rèn)可和信任,。同時(shí),自動(dòng)化設(shè)備和軟件可管理追蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可追溯性,。
激發(fā)創(chuàng)新研究和技術(shù):
自動(dòng)化系統(tǒng)提升研究效率和精度,為研究人員釋放更多時(shí)間和空間,,思考探索新領(lǐng)域,。針對(duì)中藥有效成分在體內(nèi)的作用機(jī)制、代謝過程等,,廣泛使用到基因組學(xué),、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等生物學(xué)研究方法和前沿技術(shù),,實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備可以幫助實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣品制備,,促使深入、全面的機(jī)制研究,,發(fā)現(xiàn)新的治療潛力,,推動(dòng)中藥研究的創(chuàng)新發(fā)展。
貝克曼庫(kù)爾特生命科學(xué)
中藥研究實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化方案
Echo納升級(jí)聲波移液系統(tǒng)

采用聲波能量高精度移取低至2.5 nL液滴,;
無物理接觸移液,,無需耗材,降低交叉污染,;
納升體系讓分析檢測(cè)實(shí)現(xiàn)微量化,,提升篩選速度,,節(jié)約試劑和藥物。
1
Echo Dose Response直接稀釋法藥物計(jì)量分析
直接稀釋法替代逐級(jí)梯度稀釋,,稀釋曲線上每個(gè)濃度點(diǎn)均為單獨(dú)而非連續(xù)生成,,避免傳統(tǒng)藥物稀釋方法沿曲線傳遞誤差的風(fēng)險(xiǎn),顯著提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,。

2
Echo Combination Screen單體組分配伍
允許精確控制每種組分的濃度和比例,,實(shí)現(xiàn)不同單體組分的靈活配伍,;
系統(tǒng)研究每種組分的不同濃度對(duì)細(xì)胞或其他實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響,,及它們之間的相互作用,;
助力發(fā)現(xiàn)新的藥物組合和理解藥物作用機(jī)制,。

3
Access系統(tǒng):專為超高通量藥物篩選自動(dòng)化而生
Access以Echo聲波移液系統(tǒng)為核心,,集成多種實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備,,允許高通量測(cè)試和靈活的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn),,具有模塊化、緊湊式,、高精度和用戶友好性的特點(diǎn)。

Biomek自動(dòng)化整合系統(tǒng)

Biomek i5/i7自動(dòng)化工作站準(zhǔn)確快速地對(duì)樣品和試劑高通量移液,;
系統(tǒng)具備可拓展性,,靈活集成第三方設(shè)備實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化;
機(jī)器人高效傳輸,,自動(dòng)化系統(tǒng)硬件技術(shù)領(lǐng)先,;
軟件深度整合,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策,,助力智能化中藥研發(fā),。
1
中藥單體化合物庫(kù)復(fù)制和管理
該系統(tǒng)整合Biomek i7液體處理系統(tǒng),儲(chǔ)板棧,,條形碼貼標(biāo)機(jī)和自動(dòng)化封膜機(jī),,自動(dòng)批量完成中藥單體化合物的溶解、混勻,、稀釋以及化合物板貼標(biāo),、拷貝等操作。

2
中藥單體化合物庫(kù)篩選/類器官藥敏
中藥單體化合物庫(kù)篩選系統(tǒng):整合10余類設(shè)備,,采用96/384/1536高密度微孔板和快速靈敏的檢測(cè)手段,,可運(yùn)行細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞功能性檢測(cè),、高內(nèi)涵篩選樣品制備,、ADMET體外篩選前處理等新藥發(fā)現(xiàn)過程中的多種類型實(shí)驗(yàn)。自動(dòng)化完成細(xì)胞鋪板,、轉(zhuǎn)染,、藥物稀釋,、在線孵育、信號(hào)檢測(cè)等流程,,幫助快速識(shí)別出與疾病靶點(diǎn)有親和作用的化合物,,以及具有潛在活性的單體和組分配伍測(cè)試。

3
藥效分析-質(zhì)譜前處理
自動(dòng)化質(zhì)譜前處理系統(tǒng):在Biomek i7工作站基礎(chǔ)上建立高通量制備方案,,完成中藥入血組織有效成分鑒定和分析,。能夠在短短幾天內(nèi)制備數(shù)千樣本,替代手工制樣的勞動(dòng)密集型工作,,增強(qiáng)可重復(fù)性和數(shù)據(jù)質(zhì)量,。

小 結(jié)
實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化為重塑中藥創(chuàng)新研究提供全新的視角。通過精準(zhǔn)移液,、高通量篩選與智能數(shù)據(jù)分析的深度協(xié)同,,傳統(tǒng)中藥研發(fā)從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新范式。
Echo聲波移液系統(tǒng)以納升級(jí)精度重構(gòu)中藥組分配伍邏輯,;
Access平臺(tái)將篩選通量提升至傳統(tǒng)方法的百倍甚至千倍效率,;
Biomek自動(dòng)化整合實(shí)現(xiàn)從分子水平研究到細(xì)胞、類器官水平表型和機(jī)制分析的自動(dòng)化,。
自動(dòng)化技術(shù)的躍遷不僅助力解析中藥復(fù)雜體系的有效成分,、質(zhì)量控制等難題,也為中醫(yī)藥走向更廣泛的國(guó)際市場(chǎng)提供標(biāo)準(zhǔn)化的語(yǔ)言,。
當(dāng)傳統(tǒng)智慧遇見現(xiàn)代科技,,實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化不僅是工具更新,更是方法論更新,,勢(shì)必推動(dòng)中醫(yī)藥在守正創(chuàng)新中開辟全球化新賽道,,為人類健康貢獻(xiàn)中國(guó)方案。