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【实验室智能化】全自动单管存取:化合物管理的未来

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2018-07-03 10:18
来源:互联网
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  这是一种创新的以管形式储存的大规模化合物管理方法,让实验室空间使用效率最大化,还可保证化合物的稳定性,实现任意单个化合物提取(cherry-pick),同时具备质量控制以及新化合物提交入库功能。

  目前的化合物管理已发展到以一个集中的化合物库来支持初筛和复筛项目,这个化合物库存储了各种板和管。管和板形式的存储效率低,增加了这些化合物库的复杂度,让它们使用起来非常昂贵,更重要的是,很难扩展或搬迁。同时,新的样品提交到系统变成一个拖沓的过程,这可能会让样品的高通量筛选(HTS)延误几个月。

  人们通常认为板形式的存储是支持初筛通量需求的唯一方法。然而使用这种方法,由于样品无可避免的暴露于环境中和多次反复冻融,样品的完整性将受到损害。此外,板的质量控制几乎是不可能的,它会导致假阳性和假阴性,这些要到复筛阶段才能鉴定出来。

  板形式的化合物存储也限制了化合物库的灵活性,在每次高通量初筛行动中都需要筛选整个库。一种更高效的初筛方法是只筛选化合物库中与目标化合物相关的那部分化合物,但这要求化合物库具备cherry-pick功能。

  在文章中,我们介绍了一种创新的以管形式储存的大规模化合物管理方法,让实验室空间使用效率最大化,还可保证化合物的稳定性,实现任意单个化合物提取(cherry-pick),同时具备质量控制以及新化合物提交入库功能。

  1. 化合物存储的过去和现在

  过去,化合物存储系统通常在采购的初期确定,在调试系统之前必须了解库的大小。鉴于传统的储存容器,存储系统通常是为容纳多种形式容器而设计的,这大大降低了系统的通量。随着自动化变得越来越智能,存储容器形式的标准化无疑更有意义,因为这能增加储存系统的可靠性、增加通量、加快速度并减轻样品管理的负担。

  如今,我们可以指定自动化存储系统的最低要求,许多供应商提供“模块化”的存储设备,让用户能够在需要的时候进行升级和扩展。

  但是,目前仍存在一个错误观念,认为尽管初筛化合物是以管存储的,可确保样品完整性,但每个样品必须转移到即用的板存储,才能满足筛选的通量需求。

  2. 管和板中的化合物稳定性

  多个因素影响了所存储的化合物样品的质量,包括:

  • 物理污染(灰尘)

  • 光造成的分解

  • 浓度(蒸发)

  • O2反应

  • H2O稀释或反应

  • 沉淀

  • 反复冻融

  让管或板中的单个化合物样品处于低温、黑暗、干燥和惰性气体中,将明显减少这些因素带来的影响,实现样品的长期存储。

  然而,即使将化合物至于以上环境中,反复冻融和暴露于空气中仍然会使样品完整性受损。如果在提取样品时,仅被挑取的单个样品会从系统中取出(cherry-pick),这类影响就能大大减少。而如果以板形式储存样品,板中的样品则必须全部解冻并暴露于空气中,才能获得单个样品,显然,这对样品的长期储存是不利的。

  3. 未来的化合物存储

  来自TTP Labtech的comPOUND自动化存储系统即可保证样品的完整性,也可超高速地挑取单个微管样品(cherry-pick)。每台comPOUND作为单独的模块进行储存条件设置,随着化合物库的扩大,多台comPOUND可以连接起来,以扩大系统的储存容量。在系统上添加更多模块后,样品提取速度更快,因为多台comPOUND在同时传递样品。从comPOUND提取出来的样品可远程传送,这样仪器就不需要放在实验室内。

  4. 超高通量的挑选

  人们通常认为样品必须以板形式存储,以满足非常大的样品库所需的通量。然而,comPOUND/ comPILER系统能够直接从初筛库中高速挑选每次筛选所需的样品,同时保留了样品完整性。实践已经证明,仅仅10台comPOUND存储系统可在8小时内处理20,000支样品管。

  5. 扩展

  comPOUND系统的通量能快速到达稳态,因此很容易实现24小时操作,或添加更多模块。下表说明了可能的通量:

  上表假定储存1.4 mL管,若储存0.5mL管,通量将加倍

  6. 实验室空间利用效率最大化

  大批comPOUND系统可放置在用户认为方便的地方,样品管可利用气动技术运输到使用地点(远程传输)。

  7. 化合物质量控制

  在合适的时间传送正确的化合物仅仅是储存系统工作过程的一部分,了解化合物的体积和质量同样重要,但一直难以实现。

  TTP Labtech的LAB2LAB系统能与comPOUND系统整合,自动从存储系统中取出单支管,并送到HPLC、GC/MS或NMR进行分析。非常规的筛选结果可快速被检测到,并在几分钟内提供全面的反馈信息。

  结论

  久经考验的comPOUND样品管存储系统在满足速度、通量需求的前提下实现真正的任意单个样品提取(cherry-picking)。以这种方式提取样品最大程度地保留了样品完整性,适用于各种化合物库。comPOUND与LAB2LAB整合可让终端用户拥有完整的自动化样品储存和分析能力。

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