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加速中藥創(chuàng)新 | 實(shí)驗(yàn)室自動化如何賦能中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)

點(diǎn)擊次數(shù):437 更新時間:2025-07-07

中藥資源是中醫(yī)藥事業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。2025年3月20日,國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于提升中藥質(zhì)量促進(jìn)中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》,旨在形成傳承創(chuàng)新并重、布局結(jié)構(gòu)合理、裝備制造先進(jìn)、質(zhì)量安全可靠、競爭能力強(qiáng)的中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展格局,增進(jìn)人民健康福祉。

 


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在推進(jìn)中藥科技創(chuàng)新方面:

一是提升科技創(chuàng)新能力,加強(qiáng)中醫(yī)類國家醫(yī)學(xué)中心和中藥領(lǐng)域全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家技術(shù)創(chuàng)新中心、國家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)。近年來,在國家發(fā)展改革委、科技部等部門的大力支持下,中醫(yī)藥領(lǐng)域已經(jīng)建設(shè)了7個全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、5個國家工程研究中心、4個國家醫(yī)學(xué)攻關(guān)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺。

二是加強(qiáng)中藥創(chuàng)新研發(fā),加大國家科技計劃對中藥的支持力度,推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。結(jié)合中醫(yī)優(yōu)勢病種,聚焦重大慢病、重大疑難疾病、新發(fā)突發(fā)傳染病、特殊環(huán)境疾病等,推出一批臨床療效突出、競爭優(yōu)勢顯著的中藥創(chuàng)新藥。發(fā)揮醫(yī)療機(jī)構(gòu)中藥制劑、名醫(yī)驗(yàn)方在中藥創(chuàng)新中的“孵化器”作用,進(jìn)一步加強(qiáng)挖掘和轉(zhuǎn)化。

 


中藥創(chuàng)新研究仍面臨諸多挑戰(zhàn)

 

 

中藥化學(xué)組分復(fù)雜,深入研究其物質(zhì)基礎(chǔ)中的化學(xué)成分,有助于明確有效成分及結(jié)構(gòu),為質(zhì)量控制提供依據(jù),確保穩(wěn)定性和一致性。中藥的化學(xué)成分受植物品種、種植、產(chǎn)地、采收和炮制等因素影響。分析特定化學(xué)成分可獲得藥效最佳成分。從生物學(xué)角度看,研究中藥物質(zhì)基礎(chǔ)的生物學(xué)特性,可更好地理解其藥理作用和治療機(jī)制。通過細(xì)胞模型和動物實(shí)驗(yàn),探究中藥對生物體生理功能、代謝免疫過程等方面的影響,有助于揭示其多成分、多靶點(diǎn)、協(xié)同作用的特點(diǎn),評價其有效性、安全性和毒副作用,為臨床應(yīng)用提供堅實(shí)基礎(chǔ)。

 


智能化轉(zhuǎn)變:

實(shí)驗(yàn)室自動化提速中藥創(chuàng)新研究

 

 

實(shí)驗(yàn)室自動化使用自動化技術(shù)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室任務(wù),最小化或無須人工干預(yù),以提高生產(chǎn)力、提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量、縮短實(shí)驗(yàn)周期或完成原本不可能開展的實(shí)驗(yàn)。在中藥創(chuàng)新研究的歷程中,自動化系統(tǒng)不僅提升研究的效率和精度,也為中藥現(xiàn)代化和智能化打開新的大門

 

01

提升研究效率:


中藥成分復(fù)雜,研究過程繁瑣。實(shí)驗(yàn)室自動化通過精確控制實(shí)驗(yàn)條件,減少人為誤差,提高實(shí)驗(yàn)重復(fù)性和可靠性。例如,高通量篩選系統(tǒng)能快速篩選化合物,結(jié)合中藥復(fù)方配伍理論,實(shí)現(xiàn)不同中藥有效成分的組合篩選,為精準(zhǔn)治療提供更堅實(shí)的理論支撐。

 

02

保障轉(zhuǎn)化質(zhì)量:


中藥的安全性和有效性是其能否被廣泛接受的關(guān)鍵。隨著中藥研究的深入,藥效評價和毒理學(xué)評價方法也在不斷創(chuàng)新,評價方法越來越多樣化。傳統(tǒng)動物實(shí)驗(yàn)面臨倫理和成本挑戰(zhàn),而基于細(xì)胞模型的體外試驗(yàn)更易于大規(guī)模應(yīng)用。例如,利用肝臟類器官模型,可研究中藥成分的毒性和代謝途徑。

 

03

促進(jìn)國際市場認(rèn)可:


中藥走向國際市場需要符合國際標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室自動化系統(tǒng)使中藥研究更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,助力提升研究結(jié)果在國際醫(yī)藥體系中的認(rèn)可和信任。同時,自動化設(shè)備和軟件可管理追蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可追溯性。

 

04

激發(fā)創(chuàng)新研究和技術(shù):


自動化系統(tǒng)提升研究效率和精度,為研究人員釋放更多時間和空間,思考探索新領(lǐng)域。針對中藥有效成分在體內(nèi)的作用機(jī)制、代謝過程等,廣泛使用到基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等生物學(xué)研究方法和前沿技術(shù),實(shí)驗(yàn)室自動化設(shè)備可以幫助實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣品制備,促使深入、全面的機(jī)制研究,發(fā)現(xiàn)新的治療潛力,推動中藥研究的創(chuàng)新發(fā)展。

 


貝克曼庫爾特生命科學(xué)

中藥研究實(shí)驗(yàn)室自動化方案

 


 

01

Echo納升級聲波移液系統(tǒng)


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采用聲波能量高精度移取低至2.5 nL液滴;

無物理接觸移液,無需耗材,降低交叉污染;

納升體系讓分析檢測實(shí)現(xiàn)微量化,提升篩選速度,節(jié)約試劑和藥物。


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特色應(yīng)用

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1

Echo Dose Response直接稀釋法藥物計量分析

直接稀釋法替代逐級梯度稀釋,稀釋曲線上每個濃度點(diǎn)均為單獨(dú)而非連續(xù)生成,避免傳統(tǒng)藥物稀釋方法沿曲線傳遞誤差的風(fēng)險,顯著提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。


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2

Echo Combination Screen單體組分配伍

允許精確控制每種組分的濃度和比例,實(shí)現(xiàn)不同單體組分的靈活配伍;

系統(tǒng)研究每種組分的不同濃度對細(xì)胞或其他實(shí)驗(yàn)對象的影響,及它們之間的相互作用;

助力發(fā)現(xiàn)新的藥物組合和理解藥物作用機(jī)制。


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3

Access系統(tǒng):專為超高通量藥物篩選自動化而生

Access以Echo聲波移液系統(tǒng)為核心,集成多種實(shí)驗(yàn)室自動化設(shè)備,允許高通量測試和靈活的自動化實(shí)現(xiàn),具有模塊化、緊湊式、高精度和用戶友好性的特點(diǎn)。


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02

Biomek自動化整合系統(tǒng)


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Biomek i5/i7自動化工作站準(zhǔn)確快速地對樣品和試劑高通量移液;

系統(tǒng)具備可拓展性,靈活集成第三方設(shè)備實(shí)現(xiàn)高度自動化;

機(jī)器人高效傳輸,自動化系統(tǒng)硬件技術(shù)領(lǐng)先;

軟件深度整合,數(shù)據(jù)實(shí)時交互及數(shù)據(jù)驅(qū)動決策,助力智能化中藥研發(fā)。


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特色應(yīng)用

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1

中藥單體化合物庫復(fù)制和管理

該系統(tǒng)整合Biomek i7液體處理系統(tǒng),儲板棧,條形碼貼標(biāo)機(jī)和自動化封膜機(jī),自動批量完成中藥單體化合物的溶解、混勻、稀釋以及化合物板貼標(biāo)、拷貝等操作。


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2

中藥單體化合物庫篩選/類器官藥敏

中藥單體化合物庫篩選系統(tǒng):整合10余類設(shè)備,采用96/384/1536高密度微孔板和快速靈敏的檢測手段,可運(yùn)行細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞功能性檢測、高內(nèi)涵篩選樣品制備、ADMET體外篩選前處理等新藥發(fā)現(xiàn)過程中的多種類型實(shí)驗(yàn)。自動化完成細(xì)胞鋪板、轉(zhuǎn)染、藥物稀釋、在線孵育、信號檢測等流程,幫助快速識別出與疾病靶點(diǎn)有親和作用的化合物,以及具有潛在活性的單體和組分配伍測試。


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3

藥效分析-質(zhì)譜前處理

自動化質(zhì)譜前處理系統(tǒng):在Biomek i7工作站基礎(chǔ)上建立高通量制備方案,完成中藥入血組織有效成分鑒定和分析。能夠在短短幾天內(nèi)制備數(shù)千樣本,替代手工制樣的勞動密集型工作,增強(qiáng)可重復(fù)性和數(shù)據(jù)質(zhì)量。


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小 結(jié)

 


 

實(shí)驗(yàn)室自動化為重塑中藥創(chuàng)新研究提供全新的視角。通過精準(zhǔn)移液、高通量篩選與智能數(shù)據(jù)分析的深度協(xié)同,傳統(tǒng)中藥研發(fā)從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動的新范式。

Echo聲波移液系統(tǒng)以納升級精度重構(gòu)中藥組分配伍邏輯;

Access平臺將篩選通量提升至傳統(tǒng)方法的百倍甚至千倍效率;

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Biomek自動化整合實(shí)現(xiàn)從分子水平研究到細(xì)胞、類器官水平表型和機(jī)制分析的自動化。

自動化技術(shù)的躍遷不僅助力解析中藥復(fù)雜體系的有效成分、質(zhì)量控制等難題,也為中醫(yī)藥走向更廣泛的國際市場提供標(biāo)準(zhǔn)化的語言。



當(dāng)傳統(tǒng)智慧遇見現(xiàn)代科技,實(shí)驗(yàn)室自動化不僅是工具更新,更是方法論更新,勢必推動中醫(yī)藥在守正創(chuàng)新中開辟全球化新賽道,為人類健康貢獻(xiàn)中國方案。

 

 

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