高內涵篩選

然而新葯研究領域目前仍面臨許多嚴峻的挑戰，傳統的針對單一靶點的研究方法已經難以適應一些多基因疾病和病毒感染等相關治療藥物的研究，而基於細胞的 高內涵篩選(high content screening, HCS)技術實現了對化合物多靶點多參數的同時檢測，使得人們從疾病相關基因調控通路和網路水平上研究藥物的作用機制、代謝途徑和潛在毒性等，也使在細胞水平全面評價活性化合物的成藥性成為可能，在新葯研發中發揮越來越重要的作用。

HCS是指在保持細胞結構和功能完整性的前提下，同時檢測被篩樣品對細胞形態、生長、分化、遷移、凋亡、代謝途徑及信號轉導各個環節的影響, 在單一實驗中獲取大量與基因、蛋白及其他細胞成分相關的信息, 確定其生物活性和潛在毒性的過程。同時, 也是一種應用高解析度的熒光數碼影像系統，旨在獲得被篩樣品對細胞產生的多維立體和實時快速的生物效應信息, 在細胞水平上檢測多個指標的多元化、功能性篩選技術平台。

高內涵篩選的篩選結果是多樣化的，它以多指標多靶點共同作用為主要特點，涉及的靶點包括胞內成分、細胞的膜受體、細胞器等。從篩選載體上看，高內涵藥物篩選與高通量藥物篩選並沒有顯著的區別，也在微孔板上進行。其優點是它的檢測體積並未因檢測指標增加而增高，操作步驟同樣簡單可行、自動化。更重要的是, 獲取信息是以細胞為單位，而不像是以微板孔為單位，這就意味著研究者可以從細胞群體中的各種反應獲取信息，而不是像以前那樣信息僅僅來源於一個微板孔中的所有細胞的平均反應。也就是說，研究者得以用更少的時間和花費進行更多的實驗，獲取更多研究信息和統計相關數據。

高內涵藥物篩選實際上是樣品製備、自動化分析設備、數據處理軟體、配套檢測試劑、信息學等多方面技術整和的結果，特別是電子熒光顯微鏡和熒光試劑對高內涵藥物篩選方法的建立起到重要作用。HCS系統主要組成部分是：熒光顯微系統、自動化熒光圖像獲取系統、檢測儀器、圖像處理分析軟體、結果分析和數據管理系統和其它。在一些專門的系統中，研究者還可以自主選擇不同的共聚焦顯微鏡用於HCS：如徠卡寬頻共聚焦系統TCS SP5，可以觀察微觀到宏觀樣品的TCS LSI，以及簡便耐用的TCS SPE等。

對於HTS而言，機器本身的硬體相當重要，而HCS則不同，機器本身的配置條件固然重要，同時，後期的數據處理、分析、管理軟體也相當重要，沒有軟體的支持，HCS硬體形同虛設。

基於細胞的小分子庫高內涵篩選已用於識別新的有治療作用的先導化合物，目前已對十萬餘個化合物展開了基於圖像的篩選。目前高內涵藥物篩選主要在影響細胞功能方面應用，例如細胞毒性、G蛋白偶聯受體調節劑、轉錄因子的活化、活性物質釋放等。可調節的掃描模板可用於腔室玻片、多孔板以及組織晶元掃描。多重掃描任務可應用於單個腔室或多孔，對個體實驗設計提供最大的自由度。獲取的數據立刻傳輸到本地伺服器以便進行有效分析和存儲，獨立於平台的開放式顯微鏡環境(OME)介面自動創建鏈接到現有的圖像分析解決方案——總而言之，HCS為單個實驗提供高度的靈活性和真實的圖像，並確保高通量研究所需的自由度，應用廣泛且靈活性強。