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藥物篩選為什么要自動化，這是一個老生常談的話題。隨著科技的進步，自動化技術正在深刻地改變著人類的生活，同時，也改變了生命科學領域的研究方式。新的一年，面對市場環境的不確定性，生命科學的自動化進程是會停滯不前還是會飛速發展，引發了我們廣泛的思考。但無論如何，在過去的這些年，自動化技術確實提高了實驗室的效率，減少了人工誤差，還為科研人員提供了更多的時間和精力去探索新的研究領域，極大地推動了生命科學研究的創新性。這是自動化技術在生命科學行業應用以來，我們達成的共識。
來看一組數據，這組數據來自PUBMED，當我們以高通量篩選和自動化實驗為檢索詞來搜索近年來發表的文章的時候，會發現以黃色表示的自動化實驗從1980年開始逐年快速增長，并在2000年左右增長尤其顯著。而以綠色代表的高通量實驗，則是從1990年開始逐漸增長的，也是在2000年前后開始迅速增長，這也側面反映了高通量篩選在科研界受重視的程度，如果以影響因子來看，這些文章拿出來絕大部分都是言之有物、證據確鑿的高質量文獻。而橙色為代表的用自動化方式做高通量篩選的文章雖然也在增長，但是增長速度緩慢，每年大概只有幾百篇的發表。所以，總的來看，自動化研究和高通量篩選的研究都是近些年科研的熱點，但高通量篩選的自動化水平還需要進一步提高。
生命科學自動化的應用領域主要有這樣三個方向基因組學研究、蛋白組學研究和藥物研發的研究，今天我們主要探討藥物研發這部分，說到藥物研發，有一本書非常有名，就是本杰明E布拉斯教授編撰的這本藥物研發基本原理，伊布拉斯教授是一位奇才，在藥物篩選領域有非常廣泛的經驗，包括了藥物發現和開發的全過程，在這本書里，他總結的藥物發現的過程大體兩部分，如果以臨床研究為節點，可分為靶點驗證過程和臨床適應癥驗證過程，我們通常所說的高通量篩選，其實主要體現的是臨床前新藥發現這一部分。而一個藥物的開發，所耗費的時間長達十年，資金耗費也高達17.5億美金，耗費的時間和金錢遠比我們想象的多太多。這是目前我們急需解決的問題，長遠來看，如何能節省這個成本，包括時間成本和資金成本，是我們現在藥物發現從業者從一開始就要考慮的問題。
* 圖片來源于網絡
藥物研發主要有這三個方向，化合物篩選、藥效學研究、藥代動力學研究，這三個階段相輔相成，共同構成了我們藥物開發研究的主要手段，然而，傳統生物學實驗通常枯燥繁瑣，而且重復性差，早期完成一個完整實驗通常要一整天時間，且需要人不停地機械式的操作。所幸的是，工程學、信息學等學科的發展為生命科學的研究注入了新活力，各種繁瑣的實驗逐漸被機器自動化。涉及的自動化技術手段有：液體處理技術、機器人管理技術、機器視覺技術、和智能控制技術。這些技術聽起來很陌生，實際上已經廣泛的應用于我們的儀器。比如我們大分子分析原來使用跑膠的形式，現在可以使用微流控技術的支持的labchip來進行檢測，細胞分析原來使用傳統顯微鏡觀察，現在可以使用以機器視覺技術為基礎的高內涵代替，在制備方面，化合物稀釋或者轉移都可以用移液工作站來代替傳統手工移液槍的功能，當然也可以使用機器人技術為基礎的整合系統來建立ASSAY，不再局限于手工建立時難以避免的主觀差異。
其實，我們的生活已經離自動化很近了，像我這樣車技很差的人也可以使用自動駕駛技術暢通無阻的行駛，在科研領域也是一樣，目前以成像為基礎的設備已經廣泛的用于細胞級別的研究，一臺高內涵一天可拍攝的照片可達到數萬張，一臺celigo全孔細胞分析儀可以處理的孔板可達上百塊。可想而知，過去的幾年工作量放在如今也許幾天完成了。這不得不歸功于自動化的發展，更不用說制備型設備了，前一段時間看到關于深圳灣轉化醫學實驗室超高通量篩選的新聞，題目上赫然寫到，通過高通量自動化設備可做到日篩15萬小分子的工作量，在此之前，僅靠人的能力，篩選15萬小分子可能需要花費幾年甚至數十年的工作。如今卻能夠一天之內就完成，這也應該歸功于自動化技術的發展！
自動化產品一直是藥物篩選領域的必要選擇，這是由篩選本身的特點決定的，藥物篩選從一開始就要求系統穩定可重復性和高效的實驗流程。從體外反應到動物水平的篩選，自動化的儀器已經貫穿各個階段。但這只是階段一，大部分自動化科研平臺都處于這個階段，使用了大量的自動化設備，但這些設備之間還是需要靠人來鏈接。現在我們已經有了更好的選擇，可以用機械臂來代替手工，實現流程自動化。當然，這個流程跟時序控制軟件分不開，在已知明確的實驗流程和細節后，好的時序規劃軟件能夠幫助我們節省時間和成本。當然我們還有更重磅的選擇，那就是智能化云實驗室系統，這個系統包含了實驗室管理的方方面面，包括人員、機時、物料、儀器狀態、運行的程序等等，都能夠讓管理者坐在辦公室就能對全局了如指掌，并且這樣的平臺還能實現共享，無需本地擁有，就能夠搭載已有的平臺完成實驗。到此生命科學實驗室完成了蛻變，這樣的實驗環境，我想沒有誰能不心動。到那時候，想象力將成為生命科學研究瓶頸！
