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播客:现在是进行高通量实验的时候了吗?

化学正在走向计算的道路。它变得越来越小,速度也越来越快。高通量实验(HTE)是这一推动的一部分。 HTE 借鉴生物学家和生物化学家的经验,引入了微孔板和多通道移液器来微型化反应,并引入了机器人来快速运行这些反应而不牺牲精度。但它也已经存在了几十年。那么,为什么该领域的许多人现在对 HTE 感到兴奋呢?立体化学着眼于当前流行背后的技术和文化转变。

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以下是播客的脚本。为了篇幅和清晰度,我们对其中的采访进行了编辑。

马特·达文波特:欢迎大家来到立体化学。我是马特·达文波特,今天我们将讨论高通量实验(HTE)。 HTE 已经存在了几十年,但我们现在已经听到很多关于它的讨论。因此,在本集中,我们将讨论其中的原因。

不过,在我们深入讨论之前,我想先介绍一下我的搭档、同事和幼儿家长,C&EN 科学记者 Sam Lemonick。萨姆,怎么样?

萨姆·莱莫尼克:嘿,马特。很好。

马特:所以我有一个奇怪的问题要问你。我只是想吃点零食,因为我不想在录制过程中挨饿。

萨姆:聪明。

马特:我很好奇,你是否遇到过这样的事情,我不知道这是道德问题,还是当我想“我们为孩子买了这种食物,但我想吃了它”?

萨姆:是的,我确实想到了这一点并感到内疚。对我有帮助的是,我意识到我们给他买了很多健康的东西,就像我们现在家里的水果比以前多了。而且我应该多吃水果。这样我就不会因为吃他的水果而感到难过了。

马特: [笑声]非常酷。嗯,我很高兴我们进行了这次谈话。这确实是我播客所需要的一切,所以我会让你走。

萨姆:好吧。非常感谢。很高兴与你交谈,马特。真的。很高兴参加演出。

Matt:但说实话,我们来这里是要讨论 HTE,特别是合成有机化学领域,而我们一开始对这方面了解不多。

萨姆:对。你选错人了。

马特:我认为这是有道理的。我听说 HTE 现在流行的原因之一是它的可访问性。我认为我们可以通过让两位相对不熟悉的科学作家谈论这个假设来检验这个假设。

事实上,HTE 本身并不难理解。这个想法是不是设计一个实验来测试烧杯或烧瓶中的一个假设,而是设计许多实验来测试多孔板或微孔板中的多个假设。因此,这些板最常见的是塑料制成的,它们的大小与一包索引卡差不多。所以它们可以很容易地放在你的手上,而且它们里面有很多水库或水井。他们可以配备 6 孔、24 孔、96 孔。 。 。

萨姆:是啊,是啊。而且它们也会变得更大,对吗?我的意思是,不是有超过 1000 个孔的孔板吗?

马特:所以我在报道时实际上看到了一个 1,536 孔板,我当时想,“那些孔太小了。怎么把东西放进去?”简短的答案是移液器和/或机器人,但我想花点时间对此进行说明,因为我认为很有可能至少有些人会想,“等等。我们不是已经使用孔板有一段时间了吗?”

答案是肯定的。但感觉现在正在发生一些特别的事情。让我带您回顾一下我第一次听到有关 HTE 的传闻时的情景。

萨姆:当然。

马特:那是去年八月在圣地亚哥举行的美国化学会全国会议上的事。提醒一下,ACS 发布了 C&EN,他制作了这个播客。

我有机会与一家制药公司的化学家坐下来询问,我应该关注哪些故事?在《C&EN》中,有哪些是你想看但没有看到的?他们告诉我,“HTE。”

现在,快进到一月份,Ash Jogalekar 的这条推文引起了我的注意。 Ash 是科学博客《好奇波函数》的著名作者,同时他也是一位专业化学家。

Ash Jogalekar:我最初是一名有机化学家。我的博士学位是有机化学。但我转向了计算化学。我总是开玩笑,其中一个激励因素是当我在实验室工作时损坏了一台价值 2,000 美元的设备时,我的导师说:“也许你不适合实验室工作。也许你应该研究一下计算。”

马特:阿什现在在一家名为 Strateos 的公司工作,该公司总部位于硅谷。因此,听到它是一家科技公司可能并不奇怪,但它是一家为生物学和药物发现开发人工智能和实验室自动化等产品的科技公司。 Ash 是他们的药物化学产品经理。

所以我注意到他发的这条推文,上面写着:“我很少热衷于新技术,但我愿意把赌注押在使用小体积和基于平板的化学对药物和工艺产生重大影响的高通量实验上。”未来十年的化学。”

萨姆:我在一月份也看到了那条推文。

马特:而且你并不是唯一一个这样做的人。例如,一位在阿斯利康工作的有机化学家回复了这条推文,“我们正在认真对待它。”

Sam:我的第一反应实际上是惊讶,因为我心想,“嗯,HTE 已经出现了,对吧?”

马特:完全可以。我正在通过电子邮件与 C&EN 业务团队的编辑 Mike McCoy 讨论此事。 Mike从一开始就开始报道 HTE 。或者2000年代初。或者无论我们怎么称呼它。

不管怎样,Mike 告诉我,他已经有一段时间没有写过关于它的文章了,因为它在行业中已经相当成熟,而且实际上有一些公司专门从事 HTE 设备和服务,例如 Avantium、Unchained Labs 和恰当命名的 Hte,去年庆祝了成立20周年。

为了避免混淆,从现在开始,每当我们说 HTE 时,我们都会谈论高通量实验,而不是 Hte 公司。

无论如何,问题仍然存在:为什么 HTE 这个领域现在值得讨论?

萨姆:是的,你知道为什么吗?你有答案吗?

马特:是的。我听到的最好的答案是该领域正处于拐点。换句话说,这个播客是一个成长故事。与机器人。

在本集中,我们将讨论 HTE 的工具和技术,包括机器人。这些工具变得越来越容易使用,而且它们也越来越擅长进行更复杂的化学反应。然后,还会有更多的化学家越来越擅长使用这些工具,试图解决越来越难的问题,特别是在过程化学和药物化学方面。

因此,现在发生的这些事情的融合也让人感觉 HTE 现在有一些特别的东西。回到 Ash 和他的推文,我想检查一下这种感觉并问,是否感觉 HTE 正在享受一段时光?

阿什·乔加莱卡:当然。我的意思是,我在文献和我们一直在交谈的不同公司中看到了很多兴趣。这真是太棒了。

马特(采访中):化学领域最先进的技术是什么?你知道,你在生物中看到的与我们在化学中看到的有什么不同?

Ash Jogalekar:我认为这是一个很好的问题。老实说,这也让我有点困惑。因为看起来生物学家已经在研究他们的 HTE 版本至少 2 到 30 年了,对吧?事实上,具有讽刺意味的是,化学家对此感到兴奋的原因之一正是因为他们可以重新利用生物学家用于 HTE 的许多设备、工作流程和技术。

马特(在工作室):我想跟进这个想法。比如,HTE 是否变得越来越热门,因为其他领域的工具和技术(例如机器人和自动化工作流程)变得越来越容易获取?阿什告诉我的是,机器人和自动化正在推动这一趋势。但文化转变也是其中的一部分。

Ash Jogalekar:大部分 HTE 都是使用板材完成的。它是基于平板的,就像生物学家所做的那样。事实上,这本身就是一个完整的讨论,如果你看看大多数化学家、合成有机化学家的教育,你会很难找到一个在研究生或博士后工作中使用过平板化学的合成有机化学家工作。

因此,我认为只需从 150 年来在烧杯、小瓶和圆底烧瓶中进行所有操作的方式转变为在盘子中进行所有操作即可。我认为这本身就是一种思维范式的转变。那个也是。即使现在,这种情况也并不常见。但这种想法花了一段时间才渗透到化学界。

Matt:所以我认为这确实是现在正在发生的一件大事,因为 HTE,更多的化学家感到更有能力探索更多的实验空间。因此,更多的化学家进入了这个领域,您不再被限制一次只做一项实验。

萨姆:这就是许多有机合成化学的完成方式。我的意思是,即使您谈论的是 24 孔板,一次运行 24 个实验也比一次运行一个实验多 24 倍。

马特:这确实为我们这一集做好了准备。我们将与亲眼目睹并感受到这些文化和技术变革的化学家交谈,以了解他们是如何让我们走到今天的。不过,在我们深入探讨之前,Sam,您现在还有什么想知道的以了解情况吗?

Sam:是的,我们已经讨论过与 HTE 一起测试更多假设。但还有其他让人们对此感到兴奋的大局原因吗?

马特:完全可以。 Ash 有一个非常简洁的总结方式。所以,是的,HTE 可以让您同时测试多个想法,并且因为您在很小的小井中运行这些测试,所以您使用的材料更少。这意味着 HTE 比传统化学方法成本更低、更环保。

Sam:这有点像将我们在科技中看到的更小、更快、更便宜的心态带入化学?

马特:没错。

Ash Jogalekar:所以我认为我对此如此兴奋的最终原因是它使化学能够朝着与 20 世纪下半叶计算和电子学相同的方向发展。

萨姆:这是有道理的。所以,马特,我确实还有一个基线 HTE 问题要问你。好的高通量实验结果是什么样的?

马特:我很高兴你问这个问题。为了回答这个问题,我想向您介绍梅洛迪·克里斯滕森。

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