NUS研究人員近日研發出了新的技術並發表在了頂級學術期刊，該技術可用於藥物化合物的自動化生產，若投入使用可以節省巨大的人力和時間成本。
藥物化合物自動化技術
迄今為止，用於治療用途的新小分子化合物的發現和研發涉及大量時間、精力和資源的投資。新加坡國立大學 (NUS) 的一組研究人員為傳統化學合成提供了新的思路：他們開發出了一種新技術，可以自動化生產適用於藥物用途的小分子。該方法可能用於替代通常通過手動過程生產的分子，從而減少所需的巨大時間和人力成本。
實現這一技術突破的研究團隊由新加坡國立大學化學系（NUS Department of Chemistry）Wu Jie助理教授和新加坡國立大學化學與生物分子工程系（NUS Department of Chemical and Biomolecular Engineering）Saif A. Khan副教授領導。
來源：NUS官網
新加坡國立大學團隊展示了用於合成癌症治療的藥物分子 prexersatib 的新技術，該技術在32小時內實現了全自動六步合成，分離產率為65%。此外，他們的技術還成功地以自動化方式生產了23種 prexasertib 衍生物，表明該方法具有藥物發現和設計的潛力。
該研究結果已經於近日發表在頂級學術期刊《自然化學》（Nature Chemistry）雜誌上，並被認為有可能在未來應用於各種藥物分子的生產。
技術細節
端到端連續流動合成的最新進展正在迅速擴展流動反應器中小分子藥物化合物自動合成的能力。對於具有重複功能單元的分子，例如肽和寡核苷酸，有明確定義的生產方法。然而，由於溶劑和試劑不兼容等問題，對活性藥物成分進行多步連續流合成具有挑戰性。
新加坡國立大學研究團隊開發的新自動化技術結合了兩種化學合成技術，包括連續流動合成，以及固體支持合成。化學反應在無縫過程中進行，其中分子化學鍵合併生長在不溶性載體材料上。
來源：《自然化學》（Nature Chemistry）官網
他們的新技術稱為固相合成流或 SPS 流，當反應試劑流過填充床反應器時，可以在固體支持材料上開發目標分子，整個過程由計算機自動化控制。與現有的自動化技術相比，SPS-flow 方法能夠實現更廣泛的反應模式和更長的線性端到端自動化合成藥物化合物。
研究人員在抗癌分子 prexasertib 上測試了他們的技術，因為它適合附著在用作支持材料的固體樹脂上。這是對現有生產 prexasertib 方法的改進，原有方法估計需要大約一周的時間，並且需要大量的六步手動過程和純化程序才能達到50%的產率。作為對比，他們的新方法將時間縮短為32小時，產率提升至65%。
Prexasertib分子圖，來源：維基百科
新方法還允許在過程的早期進行合成修飾，因此與僅允許分子共同核心結構的後期多樣化的傳統方法相比，能夠實現更大的結構多樣化。使用基於計算機的化學配方文件，該團隊成功生產了23個 prexasertib 衍生分子。產生的衍生物是分子結構的一部分與原始分子略有不同的分子。
「在藥物發現和設計過程中，輕鬆獲得這些衍生物的能力至關重要，因為了解分子結構及其活性之間的關係對於選擇有前景的臨床候選藥物起著重要作用。」Khan 副教授解釋說。
藥物開發新可能
NUS 團隊計劃通過開展更多結合最暢銷藥物分子的研究，進一步展示他們的 SPS-flow 技術的多功能性。
「我們的新技術為按需自動合成藥物分子及其衍生物提供了一個簡單而緊湊的平台。我們估計，現有市場上前 200種最暢銷的小分子藥物中有73%可以使用這種技術生產。」Wu Jie助理教授說。
Liu Chenguang博士（左）和Wu Jie助理教授（右） 來源NUS官網
該團隊未來的研究將針對開發適合製造的更大規模活性藥物成分生產的全自動可攜式系統。該系統將在先導優化中應用新開發的技術，以加快藥物發現進程。
