U-OPENSCREEN的化合物存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)可以儲(chǔ)存并向不同地方的合作伙伴站點(diǎn)提供化合物樣本。該系統(tǒng)是一個(gè)由13臺(tái)儀器組成的自動(dòng)化整合系統(tǒng)，其中包括一臺(tái)Hamilton Verso®化合物管理設(shè)備和兩臺(tái)Hamilton Microlab® STAR(let) 液體處理工作站。整個(gè)系統(tǒng)由 Hamilton VENUS® 軟件控制，HMotion機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的運(yùn)輸。在本案例中，我們將介紹如何使用該系統(tǒng)為EU-OPENSCREEN合作研究機(jī)構(gòu)的高通量篩選 (HTS) 研究分裝超過(guò)150萬(wàn)份化合物。

關(guān)于EU-OPENSCREEN

EU-OPENSCREEN是一個(gè)成立于2018年的非營(yíng)利性的歐洲研究基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)盟（ERIC），致力于化學(xué)生物學(xué)和早期藥物發(fā)現(xiàn)。該聯(lián)盟為化學(xué)工具開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的各個(gè)階段提供支持，包括實(shí)驗(yàn)、高通量篩選以及對(duì)“先導(dǎo)"化合物進(jìn)行化學(xué)優(yōu)化。此外，它還運(yùn)營(yíng)著一個(gè)開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)和一個(gè)包含10萬(wàn)多種常見(jiàn)化合物的化合物庫(kù)。EU-OPENSCREEN總監(jiān)Philip Gribbon博士評(píng)論道：“EU-OPENSCREEN致力于提高歐洲在科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的全球地位。我們的服務(wù)可提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幫助識(shí)別和剔除篩選過(guò)程中的假陽(yáng)性結(jié)果，從而篩選出有潛力的化合物進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。這一過(guò)程可確保篩選的結(jié)果是可靠、一致和可比較的，從而有助于建立早期藥物發(fā)現(xiàn)和臨床前研究的高標(biāo)準(zhǔn)。" 作為一家致力于推進(jìn)歐洲研究和藥物開(kāi)發(fā)的組織，EU-OPENSCREEN作為一個(gè)分布式研究基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)，目前在歐洲擁有30多個(gè)合作伙伴站點(diǎn)。

EU-OPENSCREEN的化合物管理

EU-OPENSCREEN化合物儲(chǔ)存和管理設(shè)施位于德國(guó)柏林布赫總部，目前有16名員工。該設(shè)施負(fù)責(zé)向所有合作伙伴站點(diǎn)供應(yīng)化合物。EU-OPENSCREEN化合物管理負(fù)責(zé)人David Garcia Lopez評(píng)論說(shuō)：“我們的主要工作是維護(hù)化合物庫(kù)，并以高通量方式（如384孔板和1536孔板）向篩選機(jī)構(gòu)提供化合物庫(kù)。這項(xiàng)工作需要廣泛的自動(dòng)化，以實(shí)現(xiàn)高通量，同時(shí)確保化合物的穩(wěn)定性和可追溯性。"

系統(tǒng)概述

用于化合物處理的自動(dòng)化系統(tǒng)包括Hamilton Verso®M2化合物管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)HMotion機(jī)械臂整合Hamilton Microlab®STAR和Microlab®STARlet液體處理工作站，LabElite®開(kāi)關(guān)蓋機(jī)，離心機(jī)，LiCONiC LPX880板存儲(chǔ)等設(shè)備。一共有13臺(tái)設(shè)備整合到自動(dòng)化系統(tǒng)中。負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的Hamilton自動(dòng)化國(guó)際項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Karim Benyaa先生解釋了這些儀器之間的通信方式：“過(guò)去十五年來(lái)，Hamilton在整合第三方設(shè)備和開(kāi)發(fā)復(fù)雜的自動(dòng)化工作流程方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們還與合作伙伴一起制定了一項(xiàng)溝通戰(zhàn)略，以便將我們的移液工作站輕松整合到其他復(fù)雜的系統(tǒng)中。就EU-OPENSCREEN而言，控制整個(gè)工藝流程的最大、最復(fù)雜的儀器就是Hamilton系統(tǒng)。其主要優(yōu)勢(shì)之一是Hamilton移液工作站VENUS®軟件與Hamilton自動(dòng)樣品管理軟件INSTINCT®之間的直接通信。為了整合所有第三方設(shè)備，我們開(kāi)發(fā)了專用的驅(qū)動(dòng)程序，并將其集成到Hamilton VENUS® 軟件中，作為中央樞紐發(fā)揮作用"。

自動(dòng)化方法描述

目前，系統(tǒng)中集成了十個(gè)自動(dòng)化程序，每個(gè)程序都使用不同的儀器組合：

1.     化合物溶解和分裝

2.     將化合物放置-20°C的儲(chǔ)存中或從中取出

3.     96管架到384孔板化合物重排

4.     板分裝

5.     板復(fù)制

6.     隨機(jī)挑孔

7.     液體轉(zhuǎn)移質(zhì)量控制

8.     LC-MS樣本制備

9.     梯度稀釋

10.  384孔板向1536孔板化合物重排

自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

通量

開(kāi)發(fā)該自動(dòng)化系統(tǒng)的目的是向所有篩查機(jī)構(gòu)提供EU-OPENSCREEN總部的化合物樣本（超過(guò)100,000 種化合物）。Lopez先生評(píng)論道：“自動(dòng)化取得了成功。在一年半內(nèi)，我們向我們的合作伙伴供應(yīng)了150多萬(wàn)份化合物樣本，每份化合物庫(kù)約300塊板。如果沒(méi)有這套自動(dòng)化系統(tǒng)，我們根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。此外，得益于我們的自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)，我們能夠安全地存儲(chǔ)、跟蹤和取出我們的化合物，而這一切只需很少的人工干預(yù)。

靈活性和可整合性

除了將化合物從96管架重排為384孔板的程序外，還在同一集成系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)發(fā)了其他9個(gè)程序。這種靈活性在很大程度上歸功于通過(guò)Hamilton VENUS® 軟件操作大多數(shù)儀器的能力。Specker博士評(píng)論道：“整合所有的設(shè)備是我們從一開(kāi)始就確定的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，而Hamilton為我們提供可靠解決方案的能力是我們選擇他們作為供應(yīng)商的決定性因素。Hamilton團(tuán)隊(duì)為我們提供了非常全面的系統(tǒng)概念，并在整個(gè)實(shí)施階段一直與我們同行，還有許多不斷變化的規(guī)定和不確定因素。此外，能夠?qū)⒋笮妥詣?dòng)化樣品管理系統(tǒng)與自動(dòng)化生態(tài)系統(tǒng)的其他部分整合在一起，也是一個(gè)很好的提議"。

樣本可追溯性

整合系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)之一是，樣本始終可在工作流程中進(jìn)行追蹤。Benyaa先生評(píng)論道：“Verso®、開(kāi)蓋機(jī)和STAR工作站都能讀取樣品的條形碼，從而實(shí)現(xiàn)了可靠的操作。此外，我們?cè)赩ENUS®軟件中添加了一個(gè)功能，可以在移液后自動(dòng)更新化合物瓶中的剩余體積。這有助于以后使用96頭進(jìn)行液體轉(zhuǎn)移，因?yàn)镸icrolab®STAR™確切地知道96管架管中的液位，并從這個(gè)高度開(kāi)始吸液。這可以防止移液錯(cuò)誤和移液量不正確。"