高通量实验平台如何改善药物研发?

医 药

制药公司研发投入高早已是公认的事实,究其原因是新药研发耗时长、成本高、风险大。

《美国医学会杂志》 中的一篇报告显示[1],从 2009 年到 2018 年,新药研发的中位成本为9.853 亿美元,而平均总成本为 13.59 亿美元。近年来,随着自动化实验平台的积极发展,更多药企通过自动化解决方案来弥补手动实验带来的成本压力。由于自动化设备能在可控情况下长时间工作、且出来结果精确度高,能够将研发人员从重复性的实验中解放出来,大大提高生产效率的同时也节约了人力物力成本。

[1] Estimated Research and Development Investment Needed to Bring a New Medicine to Market, 2009 – 2018

本期我们将以世界著名制药企业之一的赛诺菲为例,展示高通量实验在药物研发、化学结构优化中的应用价值

关于赛诺菲

赛诺菲 (Sanofi) 是一家全球领先的医药健康企业,积累了百年医药行业经验,致力于将科学创新转化为医疗健康解决方案、帮助人们应对健康挑战。赛诺菲的主要业务包括特药、普药、疫苗和健康药业等领域,覆盖全球 100 多个国家和地区。

高通量实验加快研发迭代

研发过程中,药物的发现会经历 DMTA (Design、Make、Test、Analyze) 周期,化学合成过程发生在 DMTA 周期的 “Make” 中。因此,通过优化参数,高通量实验室可以实现更有效的合成条件,进而加快迭代周期,提高生产率,更快找出候选药物。

药物发现 DMTA 周期 (Design、Make、Test、Analyze)

Chemspeed 全能创新定制方案

创新药研发过程对分子多样性和合成路径的创新性的要求越来越高,这意味着药物研发者需要使用同样的资源来完成越来越多的实验。在这样的背景下,赛诺菲与 Chemspeed 的专家首先讨论并确定了实验流程,然后根据赛诺菲的需求,Chemspeed 定制了一台专门为高通量化学合成实验设计自动化研发设备 – ISYNTH REACTSCREEN,该平台集成了样品制备、合成、后处理、分析等功能, 可以高效而标准化的完成固相和液相的化学库合成过程。

ISYNTH REACTSCREEN 最核心的模块是 CHEMSPEED 专利所有阵列式反应器 ISYNTH,该模块通过更快、更好、甚至几乎不受限制的实验方式来研究反应条件、反应试剂等对最终产物的影响,应用领域包含但不限于:

  • C-C、C-N 耦合化学
  • 金属有机反应 (如:格式试剂反应)
  • 烷基化反应
  • Diels-Alder 反应
  • 氢化反应
Chemspeed 专门为高通量化学合成实验设计的自动化研发设备

另外,这个研发平台可以自动进行液体或固体的物料分配和涡旋式混合,设定时间内最高反应温度可达 150℃,亦可实现惰性反应气氛。换句话说,这个平台实际上可以完成化学家在实验室要做的任何事情。

Chemspeed 高通量化学合成实验自动化研发设备 - 光化学反应模块

这个平台主要的创新之处还在于它有一个光化学反应模块。这种光化学反应可能会完成全新或从未实现过的反应过程。

Chemspeed 切实改善研发过程 

“这台 Chemspeed 自动化有机合成平台可以同时进行 48 个不同条件的平行实验,对不同参数进行优化,以进一步优化药物研发中的反应和条件,为该反应找到最佳条件。机器人做实验的速度或许并不比化学家快多少,但是它错误率很低。更重要的是,它可以为人节省大量的时间。由机器人执行实验任务时,化学家可以从繁琐重复的步骤中解放出来,自由地进行其他更有价值的任务。”

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Francois PACQUET – 赛诺菲 (SANOFI) 研发部,综合药物发现 实验室经理

Chemspeed 药物研发高通量实验平台

“化学专家的工作就是通过多个反应步骤来合成新的化合物分子,但是某些反应步骤的化合物的产率可能会非常低。Chemspeed 平台会通过测试反应条件来提高合成效果、优化合成路线,最终可以提高目标化合物产率,减少合成目标分子所需的时间,从而提高研发效率。赛诺菲的合作伙伴遍布全球医疗领域,因此 Chemspeed 所提供的优化合成路线将会影响所有与之相关的医疗领域。”

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Olivier VENIER – 赛诺菲 (SANOFI) 研发部,综合药物发现 部门经理


本篇文章根据以下网站内容整理:https://www.chemspeed.com/video/sanofi-rd-high-throughput-experimentation-for-reaction-optimization-in-medicinal-research/ 

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