2009-08-24

新微晶片技術一次完成 1000 種化學反應

New microchip technology performs 1,000 chemical reactions at once
http://www.physorg.com/news168522738.html

August 3rd, 2009

(PhysOrg.com) -- 燒瓶、燒杯與加熱盤也許很快就會成為化學實驗室中的過去式。並非在長凳上進行少數幾樣實驗,相反的,科學家也許只要把一塊微晶片塞入電腦中,就能立即執行數千種化學反應,並獲得結果 -- 簡直將實驗室縮小至拇指的大小。

為了實現那件事,UCLA 研究者已經發展出在一塊郵票大小、受 PC 控制的微晶片上,一次完成千種以上化學反應的技術,那能加速用以治療如癌症這類疾病之潛在藥物候選者的識別。

他們的研究出現在 8/21 當期的 Lab on a Chip(實驗室晶片)期刊上,目前可在網路上取得。

一個由 UCLA 化學家、生物學家與工程師所組成的團隊共同研究這項技術,那基於微流體(microfluidics) -- 利用微型化裝置以自動化處理及輸送(channel)眼睛看不到的微量液體與化學物質。這些化學反應是利用原位點擊化學作用(in situ click chemistry)完成,此技術常用在確認潛在藥物分子上,那與蛋白質酵素緊密結合,並在細胞中活化或抑制某種作用,並利用質譜儀來分析之。

雖然在傳統上僅有少數化學反應能在一晶片上進行,但這個科學團隊開創出一種開始多重反應的方法,因而提供了一種新方法,能快速篩檢出何種藥物分子與目標蛋白酵素作用的最有效率。在這項研究中,科學家們製造一塊能同時完成 1024 種反應的晶片,那在一檢測系統中,出色地確認出牛碳酸酐酶(bovine carbonic anhydrase)的潛在抑制劑。複雜程序的一千次循環,包括受控制的取樣、混合一堆試劑還有連續的微通道洗滌,全都在這塊微晶片裝置上發生,而且只要幾個小時就能完成。目前,UCLA 團隊的限制在於只能離線分析反應結果,但是在將來,他們打算也要將這方面的工作給自動化。

"傳統實驗室中單次原位點擊反應所需的珍貴酵素分子,現在可分離成幾百個副本,在平行中完成數百種反應,因此澈底革新了實驗室步驟,減少了試劑的消耗並加速確認潛在藥物候選者的過程," 研究作者 Hsian-Rong Tseng(音譯:曾憲榮)表示,UCLA Crump Institute for Molecular Imaging 的研究者、 UCLA David Geffen 醫學院分子與醫用藥理學副教授,同時也是 UCLA California NanoSystems Institute 的成員。

UCLA Pasarow 質譜儀實驗室主任 Kym F. Faull 幫助該團隊克服數項挑戰,包括減少在晶片上進行反應所需的化學物質數量、提高試驗敏感度以及加速反應分析。

"這套系統不僅讓研究者更迅速地試驗化合物,而且只用到微量的材料,那大幅減少實驗室時間與成本," Faull 表示,Geffen 醫學院的精神病學與生物行為科學教授。

該團隊下個階段包括探索這種微晶片技術在其他篩檢反應中的用途,在其中,化學物質與材料樣本的供給受限 -- 例如,某一類稱為激酶(kinases)的蛋白酵素,那在癌症的惡性轉變中扮演關鍵角色。

根據這些研究者,這項技術能為生物學與醫學研究開啟許多領域。

※ 相關報導:

* An integrated microfluidic device for large-scale in situ click chemistry screening
http://www.rsc.org/publishing/journals/LC/article.asp?doi=b907430a
Yanju Wang, Wei-Yu Lin, Kan Liu, Rachel J Lin, Matthias Selke,
Hartmuth C Kolb, Nangang Zhang, Xing-Zhong Zhao,
Michael E Phelps, Clifton K F Shen, Kym F Faull,
Hsian-Rong Tseng
Lab Chip, 2009, 9, 2281 - 2285,
doi: 10.1039/b907430a
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化學家製造液態蛋白質

1 則留言:

fsj 提到...

蛋白質藥 生技新機

【經濟日報╱記者/謝柏宏】2009.09.21

本土生技產業發展,近年朝蛋白質藥發展的趨勢愈來愈熱絡,其中生技學名藥(Biosimiliar)及抗體(Antibody)新藥,分別代表兩項不同的策略項目,誰能協助台灣生技走向國際新藥市場,估計要三到五年時間才能見真章。

生技學名藥會熱絡,主因是多項暢銷的蛋白質藥物,專利陸續到期,美國國會也決定今年第四季通過「生技學名藥法案」,針對生技學名藥定出臨床試驗及上市標準,包括東洋、永昕生技等公司,都想爭取這項商機。

台灣東洋董事長林榮錦估計,生技學名藥的技術門檻並不輸新藥,亞洲有能力發展生技學名藥的公司不超過五家,若東洋三年後切入生技學名藥市場,將可帶來每項新藥上億元的爆發生成長。

至於發展抗體新藥,則沿續過去30年的發展經驗,其發展潛力也愈來愈受重視。

隨抗體技術愈來愈成熟,人類利用抗體來治療的疾病愈來愈普及,包括台醫、台灣醣聯及中天生技等公司,看中抗體新藥在進入一期人體臨床試驗後,能輕易的獲得跨國大藥廠的青睞。

為主導更多抗體新藥的核心技術,各國紛紛努力發展抗體庫,包括日本、美國、德國、及英國都各有一到三座抗體庫,跨國大藥廠阿斯特捷利康(AstraZeneca)2006年就以13.2億美元向英國買下抗體庫;諾華(Novartis)藥廠2010年也以10億美元向MorphoSys 抗體庫公司簽定十年研發合約,各公司光販售抗體技術,其市場授權金就相當驚人。