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1、什么是高通量篩選技術(shù)？

高通量篩選（High- throughput screening, ，HTS）是指以分子或和細(xì)胞水平的實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，采用不同密度的微孔平板作為實(shí)驗(yàn)載體和自動(dòng)化工具操作實(shí)驗(yàn)步驟，通過快速靈敏的檢測(cè)裝置在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)海量樣品進(jìn)行生物活性測(cè)定、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)字化分析處理，并以相應(yīng)的信息管理軟件支持整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)體系。

2、傳統(tǒng)的藥物篩選模式是怎樣的？

傳統(tǒng)的藥物發(fā)現(xiàn)模式是在確定藥物作用靶點(diǎn)及其功能和/或結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用各種實(shí)驗(yàn)手段，通過體內(nèi)外多種模型對(duì)樣品進(jìn)行篩選，評(píng)價(jià)其生物活性和藥理特征。根據(jù)活性分子的特點(diǎn)，進(jìn)行化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造，經(jīng)動(dòng)物毒理和藥代動(dòng)力學(xué)分析研究后確定藥物先導(dǎo)化合物,進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)。這種方法一般需要消耗大量的樣品和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，對(duì)技術(shù)人員的操作技能有較高要求，難以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)一定數(shù)量的樣品開展有效和經(jīng)濟(jì)的篩選。隨著各類化合物樣品庫儲(chǔ)量的不斷增加以及組合化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，采用傳統(tǒng)手段篩選海量樣品不僅不可能而且極大地限制了新藥研究之進(jìn)程。

3、高通量篩選技術(shù)與傳統(tǒng)的藥物篩選方法相比有什么優(yōu)勢(shì)和局限？

高通量藥物篩選在傳統(tǒng)篩選手段的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用多種先進(jìn)的技術(shù)成果和制造工藝，使藥物發(fā)現(xiàn)的方式方法和理論模式產(chǎn)生了巨大的變化。高通量藥物篩選技術(shù)以藥物與靶分子或靶細(xì)胞之間的作用機(jī)理為依據(jù)進(jìn)行生物活性分析，通過整合計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)化操作、平行多道檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集處理等各個(gè)步驟，達(dá)到微量、快速、靈敏、準(zhǔn)確的目標(biāo)，是當(dāng)代新藥發(fā)現(xiàn)技術(shù)的重大進(jìn)步，為全球各大醫(yī)藥公司和著名研究機(jī)構(gòu)所廣泛使用。

與傳統(tǒng)的藥物篩選方法相比，高通量篩選技術(shù)具有反應(yīng)體積小，自動(dòng)化，靈敏快速檢測(cè)，高度特異性等優(yōu)點(diǎn)。但是，高通量篩選作為藥物篩選的方法，并不是一種萬能的手段，特別是在中藥研究方面，其局限性也是十分明顯的。

首先，高通量篩選所采用的主要是分子、細(xì)胞水平的體外實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，因此任何模型都不可能充分反映藥物的全面藥理作用?/span>

其次，用于高通量篩選的模型是有限的和不斷發(fā)展的，要建立反映機(jī)體全部生理機(jī)能或藥物對(duì)整個(gè)機(jī)體作用的理想模型，也是不現(xiàn)實(shí)的。但我們應(yīng)該相信，隨著對(duì)高通量篩選研究的不斷深入，隨著對(duì)篩選模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、新的藥物作用靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)以及篩選模型的新穎性和實(shí)用性的統(tǒng)一，高通量篩選技術(shù)必將在未來的藥物研究中發(fā)揮越來越重要的作用。

4、高通量篩選由那幾部分組成？

高通量篩選由五個(gè)技術(shù)元件組成：

（1）化合物樣品庫

擁有足夠數(shù)量和結(jié)構(gòu)各異的化合物樣品是實(shí)施高通量藥物篩選的基本條件之一?；衔飿悠穾焓怯芍T多具有不同屬性的有機(jī)化合物所組成的，包括人工合成、天然產(chǎn)物和微生物次生代謝物等多種來源。

（2）特異性體外篩選模型

高通量篩選不僅要求微升級(jí)的反應(yīng)體積，而且要求這種反應(yīng)具有靶點(diǎn)特異性和檢測(cè)敏感性，由此建立的篩選模型呈現(xiàn)出很高的技術(shù)含量。

（3）自動(dòng)化操作系統(tǒng)

利用計(jì)算機(jī)通過操作軟件控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。操作軟件采用實(shí)物圖像代表實(shí)驗(yàn)用具，簡(jiǎn)潔明了地以圖示體現(xiàn)機(jī)器的動(dòng)作。自動(dòng)化操作系統(tǒng)的工作能力取決于系統(tǒng)的組分，根據(jù)需要可配置加樣、沖洗、溫孵和離心等設(shè)備以進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟。

（4）高靈敏的檢測(cè)儀器

檢測(cè)儀器一般包括液閃計(jì)數(shù)器、化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器、寬譜帶分光光度儀和熒光光度儀等。

（5）數(shù)據(jù)處理管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理管理系統(tǒng)主要承擔(dān)著化合物樣品及其生物活性信息的收集、存儲(chǔ)、分析、處理、整合和演繹的功能，為提供高通量藥物篩選服務(wù)和藥物發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)研究提供支撐。

5、化合物樣品庫是怎么建立的？

高通量篩選是一種利用已有的化合物進(jìn)行的體外隨機(jī)篩選。因此，通過高通量篩選發(fā)現(xiàn)的苗頭化合物（Hit compounds）其有效性取決于被篩樣品庫的規(guī)模和質(zhì)量。擁有足夠數(shù)量和結(jié)構(gòu)各異的化合物樣品是實(shí)施高通量藥物篩選的基本條件之一?；衔锏馁|(zhì)量主要表現(xiàn)在樣品來源、組成種類、類藥性、理化特性和純度等方面。許多活性反應(yīng)基團(tuán)（Reactive groups）會(huì)使初篩的假陽性率大幅上升，將其剔除可以提高化合物樣品庫的質(zhì)量。

化合物樣品庫是由諸多具有不同屬性的有機(jī)化合物所組成的，包括人工合成、天然產(chǎn)物和微生物次生代謝物等多種來源。

（1）人工合成又可分為常規(guī)化學(xué)合成和組合化學(xué)合成兩種方法。采用常規(guī)化學(xué)合成的純化合物一直是國外制藥企業(yè)化合物庫樣品的主要來源。它們通過長(zhǎng)年累積的化合物建立樣品庫，通過購買和化合物交流使樣品庫的數(shù)量和質(zhì)量不斷提高。

組合化學(xué)（Combinatorial chemistry）的出現(xiàn)為大量增加化合物的數(shù)量提供一條有效途徑。組合化學(xué)所要解決的根本問題是怎樣快速地得到大量結(jié)構(gòu)多樣、覆蓋面廣的化合物樣品。它要求組合有限的幾種化學(xué)試劑以獲得盡可能多的產(chǎn)物。因此，同一組試劑應(yīng)具有相同的反應(yīng)基團(tuán)，彼此之間的差別僅在于不參與合成反應(yīng)的其他基團(tuán)的不同。一步反應(yīng)所得到的多種產(chǎn)物，實(shí)質(zhì)上是同一類型結(jié)構(gòu)略異的相似物；多步反應(yīng)所得到的產(chǎn)物依然是同類型的，只是部分分子結(jié)構(gòu)更多樣、更復(fù)雜而已。然而，當(dāng)不同的共性反應(yīng)不是按先后順序而是平行獨(dú)立進(jìn)行時(shí)，就能夠獲得類型不同、結(jié)構(gòu)各異的多種產(chǎn)物。

目前常用的組合化學(xué)合成方法包括固相和液相兩大類。固相合成即先把反應(yīng)物連接到一個(gè)固相載體（通常是官能團(tuán)化的高分子材料）上，然后在非均相的條件下進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于大數(shù)目樣品庫的合成。液相合成采用一步多組分或一鍋多步反應(yīng)的經(jīng)典技術(shù)，包括多組分合成法和官能團(tuán)轉(zhuǎn)換法，核心問題在于反應(yīng)產(chǎn)物的高效分離提純。多組分反應(yīng)速度快、易操作，適用于合成數(shù)量大和多樣化的化合物樣品庫。官能團(tuán)轉(zhuǎn)化法靈活方便，尤宜于數(shù)目較小的系列化合物樣品庫的制備，常用來進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾改造和構(gòu)效關(guān)系研究。

（2）從天然產(chǎn)物里分離獲得的單體化合物，其母核結(jié)構(gòu)和活性基團(tuán)是通過長(zhǎng)期的自然選擇而形成的，在篩選過程中所表現(xiàn)出來的生物活性具有人工合成化合物所無法比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，結(jié)構(gòu)多樣的天然產(chǎn)物及其衍生物在創(chuàng)新藥物的研究中具有極其重要的地位。長(zhǎng)期以來，天然藥物研究所采取的技術(shù)路線主要是以體內(nèi)外藥理活性跟蹤檢測(cè)為基礎(chǔ)，從來源于陸地或海洋的動(dòng)植物和微生物中提取、分離和鑒定有效成分，必要時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾改造，最終確定藥物先導(dǎo)化合物。在一般情況下，通過全合成、半合成或直接提取的方式能夠解決原料之來源。為了加快新藥發(fā)現(xiàn)的進(jìn)程和提高研究效率，近年來科研人員創(chuàng)建了一系列新技術(shù)、新方法和新手段，如自動(dòng)化平行和序列組合高通量制備和色譜—波譜聯(lián)用高通量結(jié)構(gòu)鑒定等，與高通量活性篩選技術(shù)相匹配，為快速測(cè)定各種天然產(chǎn)物樣品在不同靶點(diǎn)上的作用特性創(chuàng)造了條件，可在短時(shí)間內(nèi)獲取大量的結(jié)構(gòu)和活性信息。

6、藥物篩選常用的靶標(biāo)有哪些種類？

現(xiàn)代藥物研究開發(fā)的關(guān)鍵步驟是發(fā)現(xiàn)、確定和應(yīng)用藥物作用的靶分子，即藥物在體內(nèi)發(fā)揮療效的作用位點(diǎn)，包括基因、酶、受體、離子通道和核酸等生物大分子，其中酶和受體的用途最廣。

（1）酶靶標(biāo)

設(shè)為藥靶的酶一般在疾病進(jìn)程中與病理性代謝途徑、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白加工或免疫反應(yīng)等密切相關(guān)。酶的小分子抑制劑如抗腫瘤藥物氨甲蝶呤（二氫葉酸還原酶抑制劑）和5－氟尿嘧啶（尿嘧啶還原酶抑制劑）以及抗病毒藥物阿昔洛韋（逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑）等在臨床上已經(jīng)廣泛應(yīng)用。也有將關(guān)鍵酶的上游調(diào)節(jié)機(jī)制或把酶本身作為藥物的實(shí)例（如溶栓酶）。

基于酶動(dòng)力學(xué)的篩選方法操作簡(jiǎn)易，靈敏度高，適于高通量和自動(dòng)化。由于大部分反應(yīng)都是在均相狀態(tài)下進(jìn)行，可明顯減少實(shí)驗(yàn)誤差，也無需繁瑣的實(shí)時(shí)組織或細(xì)胞培養(yǎng)，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，無論是天然或重組的酶蛋白在分離純化過程中都可因丟失某些關(guān)鍵成分或輔因子，或者摻入一些雜質(zhì)而影響酶的活性。其次，在人工條件下的檢測(cè)結(jié)果無法全面反映體內(nèi)多種復(fù)雜的調(diào)控和反饋機(jī)制。再次，很多作為藥靶的酶是與細(xì)胞膜相結(jié)合的，不易分離或分離后難以保證其生物活性。至于由多亞基組成的酶，如何在分離純化后保持原有活性仍然是一個(gè)技術(shù)難題。因此，在建模時(shí)必須對(duì)特定酶的生物學(xué)特性（如生理效應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、表達(dá)位點(diǎn)、組織分布、胞內(nèi)定位、前體蛋白和同工酶等）、物理化學(xué)特性（如溶解性、分子量、等電點(diǎn)及穩(wěn)定性等）和反應(yīng)條件（離子濃度、pH值和純度要求等）有比較詳盡的了解。

（2）受體靶標(biāo)

受體包括膜受體和核受體兩類，占所有藥物作用靶點(diǎn)的60%以上。膜受體的種類繁多，包括G蛋白偶聯(lián)受體、配體門控離子通道、電壓門控離子通道、酪氨酸激酶受體等。G蛋白偶聯(lián)受體（G-protein coupled receptors，GPCR）是目前已知藥靶中最重要的一類，約40%的市售處方藥以其為靶點(diǎn)。迄今發(fā)現(xiàn)的1000多種G蛋白偶聯(lián)受體盡管功能復(fù)雜多樣，但結(jié)構(gòu)卻非常保守，其特點(diǎn)為7個(gè)跨膜的α雙螺旋結(jié)構(gòu)，其中N-端在胞外，C-端在胞內(nèi)，通過相似的分子機(jī)制發(fā)揮生理作用，天然配體包括氨基酸、多肽、蛋白、脂肪酸和氣味分子等。

核受體是目前所知最大的真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子超家族，通過與特異性配體作用調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)水平。根據(jù)配體的化學(xué)性質(zhì)，核受體可分為三類：（1）類固醇激素受體；（2）非類固醇激素受體；（3）至今尚未發(fā)現(xiàn)其天然配體的孤兒型受體。核受體發(fā)揮生理功能的經(jīng)典途徑是與細(xì)胞核內(nèi)的DNA結(jié)合后激活或抑制靶基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)蛋白合成水平，引起相應(yīng)反應(yīng)。機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞分化和代謝凋亡等諸多生命過程都與核受體的作用密切相關(guān)，是一類重要的藥物靶點(diǎn)。
受體結(jié)合試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的陽性化合物必須經(jīng)過在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的功能檢測(cè)才能確定其藥理學(xué)特征，即激動(dòng)劑、半激動(dòng)劑、拮抗劑或半拮抗劑。對(duì)G蛋白偶聯(lián)受體而言，可以測(cè)定細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中信使或效應(yīng)分子（如腺苷酸環(huán)化酶、磷脂酶C和蛋白激酶C等）的活性或三磷酸肌醇及鈣離子濃度來間接反映受體的功能狀態(tài)。由于核受體的信號(hào)途徑非常復(fù)雜，精確定量其靶基因的活化水平十分困難，采用報(bào)告基因表達(dá)系統(tǒng)則能克服這一技術(shù)屏障。在某些缺少內(nèi)源性受體及其下游信號(hào)通路必要組成的細(xì)胞中，通過共轉(zhuǎn)染方法引入受體及含有受配體應(yīng)答元件調(diào)控的報(bào)告基因，即可模擬受體的激活過程。根據(jù)報(bào)告基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)后所產(chǎn)生報(bào)告分子（如綠色熒光蛋白或熒光素酶等）的水平來判斷被測(cè)樣品的活性。在實(shí)驗(yàn)體系中轉(zhuǎn)入監(jiān)測(cè)質(zhì)粒就能夠用于區(qū)分細(xì)胞毒性和拮抗效應(yīng)的差別。

7、常用的高通量篩選模型有哪些？

篩選模型是指用于檢測(cè)藥物作用的實(shí)驗(yàn)方法。由于高通量篩選要求反應(yīng)總體積小、特異性強(qiáng)和敏感性高，因此對(duì)于篩選模型也有較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。常用的篩選模型都在分子水平或細(xì)胞水平觀察藥物與靶點(diǎn)的相互作用，能夠直接認(rèn)識(shí)藥物效應(yīng)的基本機(jī)制。目前這些模型主要集中在受體、酶、通道以及各種細(xì)胞反應(yīng)方面。近年也出現(xiàn)了基因水平的藥物篩選模型，使模型種類和涵蓋范圍更為廣泛。

（1）分子水平的藥物篩選模型：

① 受體篩選模型：指檢測(cè)受體與放射性配體結(jié)合的模型。以受體為作用靶點(diǎn)的篩選方法包括測(cè)定功能反應(yīng)、第二信使生成和標(biāo)記配體與受體相互作用等不同類型。

② 酶篩選模型：觀察藥物對(duì)酶活性的影響。根據(jù)酶的特點(diǎn)，底物和產(chǎn)物都可以作為檢測(cè)指標(biāo)，并由此確定反應(yīng)速度。典型的酶篩選包括（a）適當(dāng)緩沖液中孵化；（b）控制反應(yīng)速度，如：溫度、緩沖液的pH值和酶的濃度等；（c）測(cè)量產(chǎn)物的增加和底物的減少。

③ 離子通道篩選模型：舉例為（a）貝類動(dòng)物毒素高通量篩選的作用靶為Na+通道上的蛤蚌毒素結(jié)合位點(diǎn)，用放射性配體進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合來考察受試樣品的活性特征；（b）用酵母雙雜交的方法來高通量篩選能干擾N型鈣通道β3亞單位與α1β亞單位相互作用的小分子，尋找新型鈣通道拮抗劑。

（2）細(xì)胞水平的藥物篩選模型：

主要觀察被篩樣品對(duì)細(xì)胞的作用，但不能反映藥物作用的具體途徑和靶標(biāo)，僅反映藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)等生理過程的綜合作用，包括細(xì)胞激活、凋亡、增殖、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白分泌和離子流動(dòng)等。

8、高通量篩選技術(shù)采用那些檢測(cè)方法？

在液體移取、檢測(cè)儀器、數(shù)據(jù)處理和高密度微孔板應(yīng)用取得巨大進(jìn)展的同時(shí)，檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步乃是提高篩選效率和命中率，使篩選系統(tǒng)完全自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)。均相篩選技術(shù)主要應(yīng)用于體外生物化學(xué)的檢測(cè)，其靶點(diǎn)包括特定的酶、受體或離子通道，具有快速、價(jià)廉、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的篩選技術(shù)，如受體配體結(jié)合、酶和細(xì)胞水平的篩選均為多步驟方法，通常會(huì)涉及到過濾、沉淀或吸收以及數(shù)次洗滌過程以分離結(jié)合與游離的配體或底物與產(chǎn)物。如曾經(jīng)非常流行的ELISA方法，包括幾次孵育和洗滌步驟，勞動(dòng)密集度高，即使優(yōu)化后，日篩選最大通量仍然小于5000樣次。而那些使用同位素標(biāo)記底物或配體的檢測(cè)方法，則會(huì)產(chǎn)生大量的放射性廢物。另外，這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)均不能完全適用于自動(dòng)化操作，檢測(cè)過程中每增加一步都會(huì)延長(zhǎng)完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，降低信號(hào)，減少通量。而高通量均相篩選技術(shù)卻能彌補(bǔ)這些缺陷，日篩量可達(dá)一萬樣次以上，對(duì)于建立高效快速的篩選體系至關(guān)重要。

國際上近些年來發(fā)展了許多基于熒光、化學(xué)發(fā)光或放射性活性檢測(cè)的新技術(shù)。而更為新興的納米技術(shù)，包括生物芯片及"量子球"（Quantum dots），使更高密集度形式的超高通量篩選成為可能。目前，基于熒光檢測(cè)技術(shù)的高通量篩選方法包括：熒光強(qiáng)度檢測(cè)、熒光偏振檢測(cè)、熒光共振能傳遞檢測(cè)、均相時(shí)間依賴熒光檢測(cè)或均相時(shí)間依賴熒光共振能傳遞檢測(cè)、共聚焦熒光顯微鏡、熒光成像分析和熒光報(bào)告基因檢測(cè)等?；诨瘜W(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)的高通量篩選方法包括：電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)、熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)及Alpha篩選檢測(cè)等。基于放射性活性檢測(cè)技術(shù)的高通量篩選方法包括：近親閃爍檢測(cè)方法、FlashPlate閃爍檢測(cè)方法和LEADseeker均相成像檢測(cè)等。另外還有表面膜共振檢測(cè)、液相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)和毛細(xì)管電泳?質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)等先進(jìn)的技術(shù)手段。

細(xì)胞分析技術(shù)能夠精確模擬活細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境，可用來驗(yàn)證化合物樣品對(duì)細(xì)胞功能的影響，如增殖分化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄翻譯等。常用的手段有放射性標(biāo)記摻入法、四唑鹽還原法、Alamar Blue實(shí)驗(yàn)、BrdU摻入法以及用于區(qū)別細(xì)胞毒性和增殖能力的熒光氧氣探測(cè)技術(shù)等。

9、高通量篩選數(shù)據(jù)庫有哪些功能？

高通量藥物篩選的特點(diǎn)是對(duì)數(shù)以萬計(jì)的化合物樣品進(jìn)行隨機(jī)和平行的活性檢測(cè)，產(chǎn)生海量的原始數(shù)據(jù)，需要應(yīng)用高效的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理、分析、整合和演繹，其主要功能如下：

（1）樣品信息的存儲(chǔ)功能

數(shù)據(jù)庫具有對(duì)用于高通量篩選的化合物樣品進(jìn)行存儲(chǔ)管理的功能。處理一般信息如理化性質(zhì)、純度、來源、存量、位置等外，對(duì)每一個(gè)新入庫的化合物都要事先進(jìn)行新穎性分析，排除結(jié)構(gòu)相同的化合物，避免重復(fù)篩選。由于高度反應(yīng)性基團(tuán)增加了假陽性出現(xiàn)的機(jī)率，在必要時(shí)還需對(duì)新入庫的化合物進(jìn)行反應(yīng)基因檢測(cè)。此外，數(shù)據(jù)庫也保存對(duì)樣品采取質(zhì)量控制和質(zhì)量保障措施的記錄。

（2）活性信息的管理功能

數(shù)據(jù)庫完整記錄對(duì)庫存每個(gè)化合物進(jìn)行不同模型篩選獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，科研人員可以采用多種分析軟件依此對(duì)其生物活性作出綜合評(píng)價(jià)。

（3）藥物篩選的服務(wù)功能

高通量藥物篩選的工作量大，自動(dòng)化程度高，也涉及到許多后繼結(jié)果分析通報(bào)等繁瑣程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠?qū)εc藥物篩選相關(guān)的業(yè)務(wù)往來通訊、檔案管理以及各種樣品標(biāo)簽的打印進(jìn)行綜合管理，使對(duì)外篩選服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)有序化、標(biāo)準(zhǔn)化和流水化。

（4）藥物發(fā)現(xiàn)的研究功能

高通量藥物篩選產(chǎn)生大量的生物活性信息，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)利用這些信息，通過對(duì)在同一模型上呈現(xiàn)陽性反應(yīng)的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析來判斷是否存在初步的構(gòu)效關(guān)系，或多種陽性結(jié)構(gòu)是否存在一般規(guī)律，從而為后繼研究提供參考。

10、自動(dòng)化操作系統(tǒng)是怎么工作的？

高通量藥物篩選在短時(shí)內(nèi)要對(duì)數(shù)以萬計(jì)的化臺(tái)物樣品進(jìn)行活性檢測(cè)，內(nèi)容枯燥、步驟重復(fù)，人工操作容易因疲勞而出錯(cuò)。自動(dòng)化操作系統(tǒng)采用微孔板作為反應(yīng)容器，具有固定的分布模式（Format），不同的微孔板通過條形碼加以標(biāo)記。自動(dòng)化操作系統(tǒng)通過光電閱讀器對(duì)特定微孔板上的特定位置進(jìn)行操作，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)存貯在計(jì)算機(jī)內(nèi)，從而使篩選過程快速有序，平行可控，易于重現(xiàn)，結(jié)果準(zhǔn)確。

自動(dòng)化操作系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)通過操作軟件控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。操作軟件采用實(shí)物圖像代表實(shí)驗(yàn)用具，簡(jiǎn)潔明了地以圖示顯現(xiàn)機(jī)器的動(dòng)作?？蒲腥藛T可以自行編程，過程簡(jiǎn)單，便于操作。自動(dòng)化操作系統(tǒng)的工作能力取決于系統(tǒng)的組成都分，根據(jù)需要可配置加樣、沖洗、溫孵和離心等設(shè)備以進(jìn)行相應(yīng)的步驟。

除了實(shí)驗(yàn)步驟的需要以外，自動(dòng)化的加樣方式是決定篩選速度的重要因素。目前主要有單孔、8孔、96孔和384孔等幾種低中密度微孔板。單孔板一般用于對(duì)照樣品以及復(fù)篩中零散樣品的轉(zhuǎn)移。96孔和384孔板在酶活性檢測(cè)和需要同時(shí)開始與終止反應(yīng)的篩選模型中是必需的。

自動(dòng)化操作系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分是堆棧（Hotel）。所謂堆棧是指在操作過程中用來放置樣品板、反應(yīng)板以及對(duì)它們進(jìn)行轉(zhuǎn)移所需的騰挪空間。因此，高通量篩選的樣品數(shù)量取決于堆棧的容量。

我們都知道，生藥的化學(xué)成分相當(dāng)復(fù)雜，通過提取得到的提取物往往是大量單體組成的混合物，所以篩選前需要對(duì)生藥的提取物進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆蛛x。在眾多的分離手段中，制備型HPLC應(yīng)該是最為理想的，它具有快速、高效、自動(dòng)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。

由此可見，高通量藥物篩選的自動(dòng)化操作系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)及其操作軟件、自動(dòng)化加樣、沖洗、溫孵和離心等設(shè)備以及堆棧這4個(gè)部分組成。不同的單位可根據(jù)模型類型和篩選規(guī)模選購不同的組分整合成為一個(gè)完整的操作系統(tǒng)。

11、高通量篩選系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是什么？

對(duì)高通量篩選系統(tǒng)的正確評(píng)價(jià)可以判斷整個(gè)藥物篩選實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和由此所獲得結(jié)果之可靠性，主要指標(biāo)包括可行性、穩(wěn)定性、靈敏性和特異性，并引進(jìn)了一些電子工程學(xué)的專業(yè)術(shù)語，如信號(hào)本底比（S/B）和信噪比（S/N）等。信號(hào)本底比反映實(shí)驗(yàn)中信號(hào)平均值與本底平均值之間的差距。一般來講，S/B值越大，信號(hào)與本底的差距就越大，篩選模型對(duì)被測(cè)樣品的區(qū)分度越大。在高通量篩選中一般要求S/B值大于3。信噪比是儀器分析中常用的評(píng)價(jià)參數(shù)。噪音系指在同樣的條件下，本底所產(chǎn)生的記錄信號(hào)。一般要求高通量篩選實(shí)驗(yàn)的S/N值大于10。

Z’因子巧妙地把信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化區(qū)間和信號(hào)變異性相結(jié)合，進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析，彌補(bǔ)了單獨(dú)使用信號(hào)本底比或信噪比的不足，因而被廣泛接受，成為評(píng)價(jià)高通量藥物篩選質(zhì)量的最重要指標(biāo)。Z’因子與S/B值和CV（變異系數(shù)）都有直接而密切的關(guān)系并以下式表示： 

Z’因子假定信號(hào)值和本底值的總體呈正態(tài)分布，而變異是由隨機(jī)誤差引起的，因而它能夠反應(yīng)信號(hào)值和本底值總體的分布。Z’因子是一個(gè)無綱量參數(shù)，它的絕對(duì)值從1～0。如果信號(hào)值總體與本底值總體重疊，Z’＝0。一般要求Z’因子大于0.4，即S/B＝3、CV＝10%，達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)的高通量藥物篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果才可接受。

在初建篩選模型時(shí)，必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算陽性對(duì)照物的EC50值或IC50值，與文獻(xiàn)報(bào)道值進(jìn)行比較可以基本判斷模型的可行性。計(jì)算值與報(bào)道值在一定范圍（一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)）內(nèi)的差異對(duì)篩選結(jié)果的評(píng)估影響不大。

12、什么是高內(nèi)涵藥物篩選？

雖然由高通量獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，易于評(píng)價(jià)，但其檢測(cè)模型均建立在單個(gè)藥物作用靶分子的基礎(chǔ)上，無法全面反映被篩樣品的生物活性特征，如化合物對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生的多種特異效應(yīng)包括毒性作用。顯微熒光標(biāo)記、數(shù)碼影像分析以及圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)的快速發(fā)展，使以高通量方式對(duì)細(xì)胞的多個(gè)生理環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)成為可能，有力地推動(dòng)了藥物篩選技術(shù)由高通量篩選向高內(nèi)涵篩選（High content screening, HCS）發(fā)展的革命性轉(zhuǎn)變。高內(nèi)涵篩選是指在保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能完整性的前提下，同時(shí)檢測(cè)被篩樣品對(duì)細(xì)胞形態(tài)、生長(zhǎng)、分化、遷移、凋亡、代謝途徑及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)各個(gè)環(huán)節(jié)的影響，在單一實(shí)驗(yàn)中獲取大量相關(guān)信息，確定其生物活性和潛在毒性。從技術(shù)層面而言，高內(nèi)涵篩選是一種應(yīng)用高分辨率的熒光數(shù)碼影像系統(tǒng)，在細(xì)胞水平上檢測(cè)多個(gè)指標(biāo)的多元化、功能性篩選技術(shù)，旨在獲得被篩樣品對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生的多維立體和實(shí)時(shí)快速的生物效應(yīng)信息。高內(nèi)涵篩選技術(shù)的檢測(cè)范圍包括：靶點(diǎn)激活、細(xì)胞凋亡、分裂指數(shù)、蛋白轉(zhuǎn)位、細(xì)胞活力、細(xì)胞遷移、受體內(nèi)化、細(xì)胞毒性、細(xì)胞周期和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。

業(yè)界人士認(rèn)為，高內(nèi)涵篩選不僅能闡明被篩樣品與藥靶的相互作用關(guān)系，而且可同時(shí)了解細(xì)胞的其他生物學(xué)改變，進(jìn)而研究其對(duì)相關(guān)代謝途徑的影響，并通過觀察細(xì)胞形態(tài)來預(yù)測(cè)化合物的毒性。應(yīng)用高內(nèi)涵篩選技術(shù)能夠加速發(fā)現(xiàn)具有潛在開發(fā)前景的活性化合物，設(shè)定深入評(píng)價(jià)的優(yōu)先次序，為構(gòu)效關(guān)系研究和結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造提供有力的支持。因此，高內(nèi)涵篩選代表著創(chuàng)新藥物研究技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

13、要進(jìn)行高內(nèi)涵藥物篩選需要什么基本設(shè)備？

開發(fā)高內(nèi)涵篩選技術(shù)的最初目的是對(duì)樣品在細(xì)胞水平進(jìn)行功能性檢測(cè)。美國Cellomics公司研制的ArrayScan HCS Reader是第一臺(tái)專用于高內(nèi)涵篩選的儀器，既可以單獨(dú)使用，也能夠與其他自動(dòng)化設(shè)備聯(lián)用。目前已有相當(dāng)數(shù)目的儀器生產(chǎn)廠商開始研制這類儀器。制造商一般采用白色連續(xù)光源（或比較昂貴的激光光源）、多通道濾光片（適于常用的熒光染料）和CCD照相機(jī)分析固定細(xì)胞。對(duì)于活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)分析而言，白色連續(xù)光源因?qū)θ玖系拇銣缱饔眯『蛯?duì)細(xì)胞的光毒性低比激光更具優(yōu)勢(shì)，且可以長(zhǎng)時(shí)間記錄，適合于動(dòng)力學(xué)研究。目前，高內(nèi)涵篩選技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從功能鑒定逐漸拓展到靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、靶點(diǎn)驗(yàn)證、活性初篩、代謝及毒理等研究領(lǐng)域，顯示了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

圖像采集、圖像分析和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存是高內(nèi)涵藥物篩選設(shè)備的主要組成部分。其中用于圖像分析的"生物應(yīng)用軟件"（BioApplications）大致可以分為兩種：一種是針對(duì)某類特定生物學(xué)反應(yīng)而設(shè)計(jì)的，研究人員能夠在一定程度上通過修改參數(shù)來適應(yīng)檢測(cè)精度的需要；另一種為通用模板，使用者可以根據(jù)不同參數(shù)的自由組合來設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用軟件。

實(shí)施高通量的高內(nèi)涵分析在單位時(shí)間里會(huì)產(chǎn)生和采集數(shù)以萬計(jì)的圖像，必須及時(shí)處理和妥善保存。一個(gè)完整的高內(nèi)涵篩選技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)該包括具有一定開放性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫，對(duì)不同來源的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的分析和管理，同時(shí)允許研究人員從其他計(jì)算機(jī)終端調(diào)取信息，分析研究。

14、可否例舉幾個(gè)高內(nèi)涵藥物篩選的應(yīng)用實(shí)例？

（1）受體功能檢測(cè)

G蛋白偶聯(lián)受體是最大的細(xì)胞表面受體家族，目前雖有200余個(gè)已經(jīng)找到相應(yīng)配體，但在人類基因組編碼超過1000個(gè)的G蛋白偶聯(lián)受體中仍有相當(dāng)?shù)臄?shù)量不明其功能或配體，即孤兒型受體，為藥物靶點(diǎn)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。這類受體的功能性研究大多基于胞內(nèi)鈣流測(cè)定、報(bào)告基因表達(dá)或受體內(nèi)化檢測(cè)。激動(dòng)劑與受體結(jié)合引起后者構(gòu)象改變而激活G蛋白，由此進(jìn)一步調(diào)節(jié)下游分子靶標(biāo)（如核苷環(huán)化酶、磷脂酶和激酶等）的活性，通過不同蛋白激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)催化受體磷酸化，與?-arrestins結(jié)合，發(fā)生G蛋白解聚，最終出現(xiàn)受體內(nèi)吞。

多種自發(fā)性熒光蛋白的應(yīng)用使得以細(xì)胞成像技術(shù)開展配體研究成為可能。在確立大多數(shù)G蛋白偶聯(lián)受體被激動(dòng)后從細(xì)胞表面內(nèi)吞進(jìn)入胞內(nèi)這一普遍現(xiàn)象后多年，科學(xué)家才利用在β-腎上腺素受體C末段連接綠色熒光蛋白（GFP）的方式直觀地記錄了整個(gè)過程。研究表明，在受體C-末端連接熒光多肽不會(huì)干擾配體的結(jié)合，因而此技術(shù)可用于構(gòu)建各種工程細(xì)胞株為篩選服務(wù)。Hirasawa等人曾經(jīng)報(bào)告了利用GFP標(biāo)記的受體以內(nèi)吞為指標(biāo)篩選孤兒受體GPR120配體的研究，發(fā)現(xiàn)不飽和長(zhǎng)鏈脂肪酸可以激活該受體并刺激腸道分泌胰高血糖素樣肽－1，最終導(dǎo)致胰島素的分泌。β-arrestin與G蛋白偶聯(lián)受體的相互作用對(duì)籠形蛋白（Clathrin）介導(dǎo)的受體內(nèi)吞是非常關(guān)鍵的，這一作用能被以GFP標(biāo)記的β-arrestin可視化。只有高親和作用型的G蛋白偶聯(lián)受體才能與β-arrestin同時(shí)內(nèi)吞，GFP在細(xì)胞內(nèi)重新分布，形成易于分辨和計(jì)數(shù)的點(diǎn)狀小體，供研究者定量分析。

此外，也有人運(yùn)用對(duì)pH 敏感的染料來監(jiān)測(cè)G蛋白偶聯(lián)受體的活性。CypHer-5是一種對(duì)酸度敏感的花青素（Cyanine）染料衍生物，pK 值為6.1，在酸性環(huán)境下可以檢測(cè)到其產(chǎn)生的熒光。如果在受體的N-末端進(jìn)行表位附加（Epitope tagging），選擇標(biāo)記CypHer-5的抗體進(jìn)行染色，只是在受體激活后發(fā)生內(nèi)吞進(jìn)入酸性的內(nèi)體（Endosome）時(shí)染料才會(huì)發(fā)出紅色熒光并被檢測(cè)到。實(shí)踐表明，這種方法對(duì)Gs、Gi和Gq等結(jié)合的受體都適用，信號(hào)干擾少，可與綠色熒光蛋白標(biāo)記平行使用。

（2）細(xì)胞毒性研究

早期、快速和體外毒性評(píng)價(jià)是提高藥物發(fā)現(xiàn)效率和準(zhǔn)確度之關(guān)鍵所在。當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高通量化的細(xì)胞毒性檢測(cè)技術(shù)主要分為兩類：一是基于線粒體活性的方法，如MTT法、Alamar Blue法和ATP生物發(fā)光法等；其次是基于細(xì)胞膜通透性的熒光染色法，如Propidium iodide等。隨著對(duì)細(xì)胞凋亡通路的不斷認(rèn)識(shí)，上述僅僅判斷細(xì)胞死亡而無法區(qū)分凋亡與壞死差別的細(xì)胞毒性檢測(cè)方法已不能滿足科研人員的需要了。

細(xì)胞凋亡又稱為程序性細(xì)胞死亡，通過一系列嚴(yán)密調(diào)控的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)，是機(jī)體主動(dòng)、有序清除過?；蛩ダ霞?xì)胞的生理機(jī)制。細(xì)胞凋亡早期會(huì)有磷脂酰絲氨酸外翻、細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)改變和線粒體膜電位變化等反應(yīng)，在晚期則出現(xiàn)細(xì)胞膜通透性增加、細(xì)胞核裂解為碎塊產(chǎn)生凋亡小體等現(xiàn)象。而細(xì)胞壞死是一個(gè)被動(dòng)的、因損傷而引起的細(xì)胞解體、釋放內(nèi)容物之過程，往往伴隨炎癥反應(yīng)等病理機(jī)制。熒光顯微鏡或流式細(xì)胞儀配合適當(dāng)?shù)臒晒馊玖鲜菂^(qū)分凋亡或壞死最常用的手段。

高內(nèi)涵篩選方法使實(shí)現(xiàn)熒光染色檢測(cè)細(xì)胞凋亡高通量化成為可能。Vogt等人以3種熒光染料分別標(biāo)記細(xì)胞核、線粒體和微管，應(yīng)用ArrayScan?對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)采集和分析，根據(jù)細(xì)胞密度、核形狀、線粒體聚集狀況以及微管形態(tài)變化等指標(biāo)系統(tǒng)地分析了兩個(gè)抗腫瘤藥物（平陽霉素和紫杉醇）的毒性及其作用機(jī)理，體現(xiàn)了明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。L?vborg及其同事也利用類似的辦法評(píng)估了一種新型細(xì)胞毒藥物（CHS828）的毒理學(xué)特性，結(jié)果滿意。利用特定的生物應(yīng)用程序（如Cell Health Profiling BioApplication）可以通過對(duì)不同檢測(cè)指標(biāo)展開組合旨在分析凋亡進(jìn)程。

（3）信號(hào)通路分析

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路本身和相互之間的交流調(diào)控方式極其復(fù)雜，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法（如Western blot、凝膠遷移滯后檢測(cè)和報(bào)告基因表達(dá)系統(tǒng)）繁瑣耗時(shí)，無法研究單細(xì)胞反應(yīng)。由于轉(zhuǎn)錄因子的核位移能以免疫熒光標(biāo)記方法可視化，高內(nèi)涵篩選技術(shù)使信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的高通量化研究成為可能。NF-?B通路在炎癥的發(fā)生和發(fā)展中起著非常重要的作用。IL-1和TNF?等許多細(xì)胞因子都是通過激活NF-?B通路來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的。Ding等人在1998年成功運(yùn)用ArrayScan?定量分析了由IL-1和TNF?誘導(dǎo)的NF-?B核位移。國家新藥篩選中心的科研人員最近利用同樣的方法確定了傳統(tǒng)中草藥瑞香狼毒的主要成分－異狼毒素的生物效應(yīng)是由NF-?B通路所介導(dǎo)的。

MAPKs通路是另一條涉及多種功能的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，在抗腫瘤藥物的篩選研究中尤為重要。ERKs是MAPKs的一個(gè)亞家族，活化后參與許多細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)，包括磷酸化重要的胞漿或膜蛋白、自身核轉(zhuǎn)位、磷酸化核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)而引起細(xì)胞分裂或分化。由于MAPKs能被多種受體激活，轉(zhuǎn)導(dǎo)多條信號(hào)通路，其功能必須受到嚴(yán)密的控制。高內(nèi)涵篩選技術(shù)為能針對(duì)性地研究特定受體與某種MAPKs之間的關(guān)系提供了便利。例如，Ghosh等科研人員使用紅色熒光標(biāo)記的EGF刺激細(xì)胞而啟動(dòng)內(nèi)吞，熒光標(biāo)記配體與EGF受體結(jié)合后激活ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路造成ERK的磷酸化和核轉(zhuǎn)位，兩個(gè)反應(yīng)在同一細(xì)胞內(nèi)被同時(shí)檢測(cè)量化并進(jìn)行相關(guān)性研究，極大地提高了實(shí)驗(yàn)效率和降低了成本耗費(fèi)。

（4）細(xì)胞形態(tài)觀測(cè)

細(xì)胞的生理或病理反應(yīng)往往會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)的改變，如細(xì)胞器、大分子簇或細(xì)胞骨架在細(xì)胞內(nèi)的位移；整個(gè)細(xì)胞形態(tài)或面積改變?nèi)缟窠?jīng)細(xì)胞分化；細(xì)胞間距改變；細(xì)胞群落的形狀、大小和其中每個(gè)細(xì)胞位置的變化等。這些變化有的是與正常的生理過程相關(guān)的，如受體內(nèi)化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、遷移運(yùn)動(dòng)、有絲分裂和細(xì)胞分化等，而另一些則是受到外來刺激（包括化合物）后產(chǎn)生的：既可能同時(shí)發(fā)生，也可能以級(jí)聯(lián)反應(yīng)的形式出現(xiàn)。高內(nèi)涵篩選技術(shù)自動(dòng)定量和統(tǒng)計(jì)分析細(xì)胞形態(tài)變化的功能為高信息量地開展細(xì)胞生物學(xué)研究提供了強(qiáng)大的武器。Ghosh和Haskins報(bào)道了一個(gè)能自動(dòng)對(duì)熒光標(biāo)記細(xì)胞進(jìn)行形態(tài)區(qū)分和定量分析的生物應(yīng)用軟件（Morphology Explorer BioApplication），使用者可從3個(gè)層面來研究細(xì)胞的形態(tài)改變：①全細(xì)胞形態(tài)；②亞細(xì)胞形態(tài)；③多細(xì)胞或細(xì)胞間形態(tài)改變。其中全細(xì)胞形態(tài)檢測(cè)包括了形狀、大小、突起的數(shù)量、長(zhǎng)短和方向；亞細(xì)胞形態(tài)檢測(cè)包括了細(xì)胞內(nèi)顆?；蚶w維的位置、數(shù)量和走向等；多細(xì)胞檢測(cè)包括了細(xì)胞群落或多核細(xì)胞的外形、各細(xì)胞或核的分布情況等?；衔锎碳せ蚺囵B(yǎng)條件的改變有可能導(dǎo)致細(xì)胞骨架重新排列，從而使得細(xì)胞整體形態(tài)發(fā)生改變或者引起細(xì)胞之間距離或位置的變化。高內(nèi)涵技術(shù)手段不僅可以快速記錄這些形態(tài)變化，而且能夠有效分析單一或混合培養(yǎng)細(xì)胞的群落形成、細(xì)胞鋪展、胞內(nèi)顆粒以及神經(jīng)突觸等現(xiàn)象，使篩選信息在多種層次上得以采集演繹。

（5）動(dòng)態(tài)分析檢測(cè)

早期活細(xì)胞功能檢測(cè)所使用的染料大多是有機(jī)小分子，旨在測(cè)定細(xì)胞內(nèi)金屬離子濃度（如Ca2+等）、膜電位變化、細(xì)胞器定位和功能（如線粒體電位改變）等。隨著熒光檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟和在細(xì)胞生物學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用，熒光標(biāo)記開始向大分子方向發(fā)展。運(yùn)用綠色熒光蛋白及其變異體使許多生物大分子的表達(dá)、分布、活化和位移過程可視直觀。最近又有人把一類穩(wěn)定性高、易于修飾、可發(fā)熒光的過渡金屬硫化物應(yīng)用到生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究中，即"量子球"技術(shù)，其應(yīng)用前景無限廣闊。自動(dòng)熒光顯微技術(shù)和先進(jìn)熒光試劑的產(chǎn)生使活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)可視研究進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。

雖然上述高內(nèi)涵實(shí)驗(yàn)技術(shù)經(jīng)過短短數(shù)年的發(fā)展已經(jīng)逐步整合到高通量藥物篩選的實(shí)踐中，但它仍然處在早期階段，在儀器制造、圖像處理和運(yùn)轉(zhuǎn)速效等方面都有待于進(jìn)一步的提高。標(biāo)記分子、常用試劑的開發(fā)也必須超越GFP和現(xiàn)有的熒光染料，以便開展更多的活細(xì)胞實(shí)時(shí)檢測(cè)。最后，包括機(jī)器、試劑、耗材和軟件在內(nèi)的市售價(jià)格之實(shí)質(zhì)性降低必將促進(jìn)這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的推廣與普及。

參考資料：https://screen.org.cn/2710.shtml