2020-2026年高通量藥物篩選儀市場發(fā)展前景及競爭戰(zhàn)略咨詢

?

（1）藥物發(fā)現(xiàn)過程：根據(jù)研究資料：人類對藥物的發(fā)現(xiàn)過程分為偶然發(fā)現(xiàn)和主動尋找--藥物篩選兩種方式。雖然偶然發(fā)現(xiàn)的藥物在藥物研究中具有一定的作用，但過程是不可控的，因而不可能成為發(fā)現(xiàn)藥物的主要途徑。要發(fā)現(xiàn)新藥，必須依賴主動尋找的過程，或稱為廣義的藥物篩選過程。其藥物篩選可分為以下幾種：

①走向篩選：即采用特定的方法，專門篩選防治某種疾病的藥物。這種方法是現(xiàn)代醫(yī)學研究過程中長期使用的方法，并在藥學研究中取得了巨大的成就，如治療心血管疾病的藥物、抗腫瘤藥物等。定向篩選對于發(fā)現(xiàn)某一類型的藥物行之有效，但對于被篩選的物質來講，卻不能全面反映出內(nèi)在的作用，因此理想的方法是在定向篩選的同時能夠實現(xiàn)一藥多端，從多方面發(fā)現(xiàn)這些物質的作用。

②對特定樣品的篩選：其特點在于利用已有信息，在特定的樣品范圍內(nèi)進行篩選。例如抗生素類藥物的篩選，篩選多種細菌產(chǎn)物的抗菌活性，從而發(fā)現(xiàn)了大量新的抗生素。對中藥的研究也是采取這種方法，根據(jù)中藥已有的相關信息，篩選特定中藥的有效成分。這種方式具有較高的成功率，但被篩選的范圍受到限制，忽略了廣泛的資源；樣品間對比的范圍較小，易造成對低效樣品的高投入研究，特別是信息資料不可靠時可能產(chǎn)生誤導。

③比較篩選：根據(jù)對現(xiàn)有藥物的認識，以確定的模型進行篩選，由此發(fā)現(xiàn)問類型而作用更好的新藥物，其中包括“metoo”藥。可利用的藥物信息包括藥物作用機制。藥物代謝過程以及病理機制等。例如根據(jù)菌體激素類藥物的結構，找到了大量抗炎藥物；根據(jù)阿片類鎮(zhèn)痛作用原理，發(fā)現(xiàn)了新的鎮(zhèn)痛藥物等。

④隨機篩選：就是對可能作為藥用的物質樣品進行藥理活性的廣泛篩選。這種篩選方法是新藥發(fā)現(xiàn)的最基本方式，也是在醫(yī)藥發(fā)展過程中人們一直進行的方式。特點是能夠發(fā)現(xiàn)全新的藥物，但成功率是不可預測的。要保證藥物隨機篩選的成功率，就必須有足夠的被篩選樣品量和廣泛的藥物作用篩選方法。

⑤計算機篩選：計算機篩選實際上是根據(jù)藥理學、藥物化學、計算機科學等多學科的知識和理論，應用計算機和相關軟件作為工具進行的化合物活性的預測，最常用的方法是建立在藥物與作用靶點相結合理論的基礎上，采用計算機模型進行對接的方法選擇具有相互作用可能的化合物結構。

⑥高通量藥物的篩選：高通量藥物篩選技術（High?hroughput?screening,?HTS）是20世紀末發(fā)展起來的藥物篩選新技術體系，已經(jīng)成為主動尋找藥物的重要技術手段，受到藥物研究和開發(fā)工作者的極大重視。

（2）高通量藥物篩選技術的主要設備：由于高通量篩選技術采用的是細胞、分子水平的篩選模型，其具有樣品數(shù)量大、樣品用量少、體積容量小等特點，因此，僅靠傳統(tǒng)的實驗方法和手工才做不可能實現(xiàn)高通量藥物篩選，必須借助于自動化儀器設備。現(xiàn)根據(jù)儀器設備的功能和用途，可將高通量藥物篩選技術設備分為四大類，即樣品處理設備、實驗操作設備、結果檢測設備和相關配套設備。

①樣品處理自動化設備：高通量篩選是一種利用已有的化合物進行體外隨機篩選，篩選時首先需要具備一個高容量的化合物樣品庫。化合物樣品主要有人工合成和從天然產(chǎn)物中分類純化兩個來源。因此，通過高通量篩選發(fā)現(xiàn)先導化合物（leading?compounds）的有效性就取決于化合物樣品庫中化合物的數(shù)量和質量。化合物樣品的數(shù)量是指不同樣品的數(shù)量，其質量主要由化合物結構的多樣性決定。據(jù)中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國高通量藥物篩選儀市場研究及投資建議預測報告》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：目前，高通量藥物篩選的樣品處理設備有多種類型，大多是在計算機控制下完成樣品的處理過程。主要包括多樣品進行自動化標記、識別稱量、溶解、稀釋、揀選和轉移等。

②藥物篩選自動化實驗操作設備：高通量藥物篩選技術的自動化操作設備，又稱實驗室自動化工作站，一般由計算機控制系統(tǒng)、實驗操作系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)等部分組成。

--計算機控制系統(tǒng)：高通量篩選的特點是針對數(shù)以萬計的化合物樣品進行多模型的篩選。因此，計算機控制系統(tǒng)中的多種設備各有其專用的計算機軟件，可根據(jù)篩選試驗的實際操作步驟和要求，編制用于特定的篩選試驗控制程序，是自動化操作設備完成篩選操作任務。該系統(tǒng)具有四個方面的功能：1、樣品庫的管理功能，主要針對高通量藥物篩選時化合物樣品的各種理化性質進行存儲管理；2、生物活性信息的管理功能，具體是貯存每一化合物經(jīng)過不同模型檢測后的結果，并根據(jù)多個模型的檢測結果對化合物的生物活性進行綜合評價；3、高通量藥物篩選的服務功能，主要是對與藥物篩選相關的檔案管理、樣品標簽打印等進行管理，是高通量藥物篩選的各個環(huán)節(jié)程序化、標準化；4、藥物設計與藥物發(fā)現(xiàn)功能，主要針對高通量藥物篩選產(chǎn)生的大量化合物結構信息和生物活性信息進行構效關系分析，從而為藥物設計提供可靠的參考依據(jù)。

--實驗操作系統(tǒng)：實驗操作系統(tǒng)是指執(zhí)行程序指令的機械部分，可采用計算機操作軟件控制整個實驗過程。該系統(tǒng)采用微孔板作為反應容器，不同的微孔板以條形碼加以標記，通過光電閱讀器對特定的微孔板上的熱定位置進行操作。并將操作結果及相關數(shù)據(jù)貯存在計算機內(nèi)。篩選結果準確、快速。為保證篩選試驗的順利進行，根據(jù)需要實驗操作系統(tǒng)中可配置樣品的加樣、溫解、離心、清洗、檢測等部件。

--檢測系統(tǒng)：快速、高靈敏度的檢測技術是高通量藥物篩選的關鍵技術之一。高通量的藥物篩選自動化操作設備中，結果檢測是通過與自動化工作站鏈接的檢測儀器完成的。因此，無論應用何種檢測儀器，都必須實現(xiàn)與自動化工作站的對接，將處理完畢的實驗載體轉移到檢測儀器中進行檢測，已獲得最終的原始篩選數(shù)據(jù)。

③高通量藥物篩選檢測儀器（基本定義）：高通量藥物篩選檢測儀器（即高通量藥物篩選儀）是用于高通量藥物篩選過程中檢測樣品生物活性的分析儀器。如：酶標儀、放射性活性檢測儀、熒光檢測儀、化學發(fā)光檢測計數(shù)器、寬譜帶分光光度儀、熒光分光光度計、液閃計數(shù)器、生物分子相互作用分析儀、液相色譜/質譜聯(lián)用自動分析儀等。

④相關配套設備：高通量藥物篩選通常是針對大量的藥品進行篩選，整個過程設計的相關配套儀器很多，如條碼編制、打印、識別等。以用于樣品管理、實驗載體管理和篩選結果管理等，具體可根據(jù)實驗室的條件和篩選的規(guī)模等裝備配置。

高通量藥物篩選儀行業(yè)的種類：根據(jù)藥物反應過程中生物活性變化產(chǎn)生的信號特點，可將高通量藥物篩選儀其分為多種類型，如酶標儀、放射性活性檢測儀、熒光檢測儀、化學發(fā)光檢測計數(shù)器、寬譜帶分光光度儀、熒光分光光度計、液體閃爍計數(shù)器、生物分子相互作用分析儀等。

①酶標儀：酶標儀即酶聯(lián)免疫檢測儀。是酶聯(lián)免疫吸附試驗的專用儀器又稱微孔板檢測器。可簡單地分為半自動和全自動兩大類，但其工作原理基本上都是一致的，其核心都是一個比色計,即用比色法來進行分析。測定一般要求測試液的最終體積在250μL以下，用一般光電比色計無法完成測試，因此對酶標儀中的光電比色計有特殊要求。

②放射活性檢測儀：用于高通量藥物篩選的光學檢測儀，是在早期的酶標儀基礎上發(fā)展起來的。其靈敏度和檢測效率均高于傳統(tǒng)的酶標儀。其表現(xiàn)在儀器體積變小、靈敏度提高，可對96孔板、384孔板或以薄膜為載體的實驗結果進行檢測，極大的減少了同位素的用量和閃爍液的用量，該儀器主要用于檢測放射活性的強度，用于放射性同位素標記物質生物活性指示劑的實驗結果檢測等。

③熒光檢測儀：近年來，熒光技術和化學發(fā)光技術在高通量的藥物篩選領域應用越來越多，因此，測定的儀器也應用而生且快速發(fā)展。不僅可以檢測各種型號的微板，而且可檢測各種型號的熒光，如熒光偏振檢測法、熒光共振能量轉移檢測法、均相時間分辨熒光檢測等。

④化學發(fā)光檢測計數(shù)器：如BPCL微弱化學發(fā)光測量儀，又俗稱為化學發(fā)光分析儀，是一種可探測超微弱生物發(fā)光和化學發(fā)光的分析儀器。由于BPCL獨特和先進的光探測技術，利用此儀器可測定10^-15瓦的光強度，測量10^-13瓦的微弱光影可給出1-2萬/秒的計數(shù)率，這對于生物體、細胞、DNA等生命物質的超微弱發(fā)光研究尤為重要。

主要應用領域包括：化學、藥物、食品、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等，涉及研究方向包括：發(fā)光分析檢測技術研究（如：流動注射發(fā)光分析、毛細管電泳發(fā)光分析、生物傳感器發(fā)光分析、納米材料發(fā)光分析、自由基臨床檢驗）、自由基生物學研究、藥物抗氧化劑研究、細胞學超微弱發(fā)光研究、腫瘤醫(yī)學研究、農(nóng)業(yè)種質研究、花卉果實超微弱發(fā)光研究及農(nóng)作物抗逆性研究。

⑤寬譜帶分光光度儀：如雙光束紫外可見光分光光度計，即紫外可見分光光度計將氘燈或鎢燈發(fā)出的光經(jīng)過儀器分光，分出中間固定范圍的光來透過樣品，對光譜帶寬就進行分析。由于寬譜帶分光光度計具有分析精度高、應用范圍廣、分析簡便快速和儀器靈敏度較高的優(yōu)點，因此廣泛用于；化學研究、生物醫(yī)藥、環(huán)境科學和食品分析等研究領域，是目前大多數(shù)實驗室常用的定量分析儀器。

⑥熒光分光光度計：熒光分光光度計是用于掃描液相熒光標記物所發(fā)出的熒光光譜的一種儀器。其能提供包括激發(fā)光譜、發(fā)射光譜以及熒光強度、量子產(chǎn)率、熒光壽命、熒光偏振等許多物理參數(shù)，從各個角度反映了分子的成鍵和結構情況。熒光光譜法具有靈敏度高、選擇性強、用樣量少、方法簡便、工作曲線線形范圍寬等優(yōu)點，可以廣泛應用于生命科學、醫(yī)學、藥學和藥理學、有機和無機化學等領域。

⑦液體閃爍計數(shù)器：液體閃爍計數(shù)器是使用液體閃爍體（閃爍液）接受射線并轉換成熒光光子的放射性計量儀。液體閃爍計數(shù)器主要測定發(fā)生β核衰變的放射性核素，尤其對低能β更為有效。

液體閃爍計數(shù)器雖以測定低能β放射性核素為主，該儀器一次可測300個樣，自動換樣、顯示、打印，有三個計數(shù)道，對3H計數(shù)效率大于60%，14C計數(shù)效率大于95%，已廣泛的應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學、分子生物學、環(huán)境科學、考古與地質構造等領域科研工作中的核素示蹤與核輻射測量。

⑧生物分子相互作用分析儀：生物分子相互作用分析儀采用生物膜層干涉技術（BLI））實時在線檢測生物分子之間的相互作用反應過程。通過免標記，實時提供高通量的生物分子相互作用信息，包括生物分子間相互作用的特異性、動力學參數(shù)以及蛋白濃度測定等等。該技術已廣泛應用于病毒配體及高通量藥物篩選、蛋白質組學、研究抗體篩選、結合特異性研究、快速蛋白定量、細胞信號傳導等領域。

高通量藥物篩選儀行業(yè)的特性：高通量藥物篩選技術是以微板形式作為實驗工具載體，以自動化操作系統(tǒng)執(zhí)行實驗過程，以靈敏快速的檢測儀器采集實驗數(shù)據(jù)，以計算機對數(shù)以千計的樣品數(shù)據(jù)進行分析處理，從而得出科學準確的實驗結果和特色效用。

在進行高通量藥物篩選過程中，高通量藥物篩選儀行業(yè)不僅應用了普通的藥理學技術和理論，結合了藥物化學、分子生物學、細胞生物學、數(shù)學、微生物學、計算機科學等多學科；而且高通量藥物篩選儀充分利用了藥用資源，使用微量篩選系統(tǒng)，實現(xiàn)了高度自動化操作以及多學科理論和技術的結合。

這種多學科的有機結合的儀器設備，實現(xiàn)了藥物篩選的規(guī)模化，提高了新藥發(fā)現(xiàn)的幾率和質量；節(jié)省了樣品資源和實驗材料，降低了單藥篩選成本；實現(xiàn)了計算機控制的自動化，減少了操作誤差的發(fā)生，提高了藥物篩選效率和結果準確性。總之，高通量藥物篩選儀行業(yè)在藥物篩選領域產(chǎn)生大量新的課題和發(fā)展機會，促進了藥物篩選理論和技術的發(fā)展。