고처리량 실험(HTE) – 로봇 샘플 준비

고처리량 실험 또는 스크리닝(HTE 또는 HTS)은 제약산업에서 신규 발견 화합물을 개발하고 약물 후보물질을 조기 전임상 개발하는데 사용됩니다. 단일의 분자 본체(New Molecular Entity:NME)가 상용화되면 수천개의 분자에 대한 합리적 연구가 마무리됩니다. 10,000개의 후보 가능물질 중 단 한 개만이 시장에 출시됩니다. 이와 같이 다수의 화합물에서 소수의 화합물로 급진적으로 변경하려면 효율적인 스크리닝 공정이 요구됩니다. NME가 발견되면 전임상 및 임상 시험을 진행하기 위해서 해당 분자의 특성 및 합성 상태를 최적화합니다. 이러한 작업은 일반적으로 제약회사의 화학, 제조 및 품질관리(Chemistry, Manufacturing and Controls: CMC) 부서에서 진행합니다. 분자 합성 시에 일반적으로 많은 파라미터와 계수가 변하므로 이러한 공정은 대규모 검사로 이어집니다.

요구되는 처리량을 달성하기 위해 연구자들은 종종 병렬 선별 반응을 사용합니다. 이 방법을 사용하여 한 반응기 시스템에서 여러 반응이 동시에 실행되므로 각각의 바이알에서 약간의 변화가 발생합니다. 이러한 병렬 시험에서 소형화와 자동화는 공정의 속도를 높이고 생산성을 증가시킬 수 있는 효과적인 방법입니다.
 

칭량 자동화는 왜 중요할까요?

샘플 준비는 고처리량 실험 작업 프로세스의 첫 단계 중 하나이며 이는 일반적으로 단일 조제 준비를 위해 여러 분말을 칭량하는 것을 수반합니다. 특히 다수의 조제를 시험해야 하는 경우에는 수동 칭량은 곧 지루하고 시간 소모적이고 오류가 발생하기 쉽습니다. 자동화하여 로봇 분말 분주 시스템으로 반응 샘플을 정확하게 준비하십시오!
 

독특한 CHRONECT XPR 로봇 분말 분주 플랫폼은 반응 스크리닝을 위해 분말 조제를 준비하는 용도인 로봇 분말 분주의 최신 기술을 나타냅니다. 이 플랫폼을 사용하여 단회 실행으로 최대 288개의 샘플에 대한 고처리량 스크리닝을 위한 분말 샘플을 무인 칭량 및 준비할 수 있는 방법을 알아보십시오.

고처리량 실험의 핵심 원리는 병렬화입니다. 실험은 더 이상 일반적인 순차적 방식으로 진행되는 것이 아니라 동시다발적으로 수행됩니다.

고처리량 실험(HTE)은 빠른 반응 최적화와 치료 표적에 대한 화합물 라이브러리의 스크리닝을 가능하게 함으로써 제약 연구에 혁신을 가져왔습니다. HTE를 도입하기 이전에, 수동 절차는 실험실의 스크리닝 테스트 용량을 주당 20개 ~ 50개 화합물이 한계였습니다. 예를 들어 3,000개의 화합물로 구성된 화합물 라이브러리는 1년 ~ 2년 동안의 시험을 거쳐야 합니다. 자동화 기술은 이러한 스크리닝 실험을 기하급수적으로 가속화시켰습니다. HTE를 통해서 매우 많은 실험 샘플을 특정한 조건에서 빠르면서도 정확하게 동시에 테스트할 수 있습니다. 일주일에 800개 ~ 1000개의 스크리닝 반응을 실행하는 것이 일반적입니다. 3,000개 화합물의 가설적 라이브러리를 스크리닝하는 기간을 3주 ~ 4주의 시험 기간으로 단축시킬 수 있습니다. 추가적으로 샘플 용량을 1 ml에서 100 μl로 감소시켜서 시약을 상당히 절약할 수 있습니다.

HTE 및 조합적 접근방식을 통해 대량의 데이터가 생성되었습니다. 데이터, 공정, 표준, 상황화, 메타데이터, 통합 및 DoE를 관리하는 것은 어렵습니다. 모든 데이터를 완전히 기록하는 데 있어 적절한 소프트웨어 및 정보 과학 인프라의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.

고처리량 스크리닝을 위해 분말 샘플을 준비해야 합니까? 반복적이고 시간 소모적인 수작업 절차를 피해 고체 물질을 자동으로 칭량하고 싶으십니까? 또는 자동 솔루션을 사용하여 최소 중량을 낮추는 이점을 얻거나 값비싼 샘플의 사용량을 줄이길 원하십니까? 노출 위험을 감소시켜 사용자 안전성을 향상시키길 원하십니까? 이러한 샘플 준비 공정을 자동화하고 다른 중요한 작업을 위한 여분의 시간을 마련하고 싶으십니까?

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HTE에 있어서 대부분의 문제 원인은 처리할 샘플이 많고 소형화가 요구되는 데에 있습니다.

• 수백개의 반응 샘플의 수동 준비는 지루하고 시간 소모적입니다.
• 정전기 전하를 띤 분말을 직경이 작은 바이알 또는 용기에서 정확히 칭량하는 것은 까다롭고 느려질 수 있습니다.
• 샘플의 수동 준비 동안 위험 물질을 취급하다 유출되면 사용자의 안전성이 위험에 처해질 수 있습니다.
• 데이터를 수동 기록하여 전송할 경우 오류가 발생할 수 있습니다.

완전 자동 프로세스에서 CHRONECT XPR 로봇 분말 분주 플랫폼을 사용하면 한 번의 실행으로 각각 최대 32개의 분말로 구성된 샘플 및 제제를 최대 288개까지 준비할 수 있습니다.

이 특수한 시스템은 XPR 자동 저울의 고급 칭량 및 분주 기술과 최첨단 6축 로봇 암 및 사용이 용이한 CHRONOS 소프트웨어를 결합합니다. 이 시스템은 전례 없는 수준의 정확도, 반복성, 효율성 및 유연성을 구현합니다. CHRONECT XPR은 1 mg ~ 몇 그램 크기의 미세하고 얇으며 정전기 영향이 있는, 소형, 과립형 또는 비균일 분말 물질을 분주합니다.

플랫폼의 설치 공간이 작아서 시스템을 캐비닛 및 글로브 박스뿐만 아니라 모든 실험실 작업대에서 사용할 수 있습니다.

효율성 향상

6축 로봇 암을 사용하므로 매우 정확한 다중 성분 조제 및 교정 표준을 완전 자동적으로 준비하여 작업 시간을 다른 작업에 할애할 수 있습니다.

제품 수율 최대화

XPR 자동화 분주 기술을 사용하여 최소 1 mg의 샘플을 최고의 정확도로 분주할 수 있습니다. 자동 분주는 유출을 최소화하고 귀중한 샘플의 수율을 최대화합니다.

유연성을 갖춘 분주

CHRONECT XPR은 3개의 다양한 바이알 플레이트를 수용할 수 있으며, 각각 1 mL ~ 20 mL 용량의 바이알을 15개에서 최대 96개까지 수용합니다. 최대 32개의 다양한 분말을 넣을 수 있는 공간이 있어 제제에 적합한 최고의 유연성을 보장합니다.

완전 제어 유지

CHRONOS 소프트웨어를 사용하여 여러 다중 성분 조제의 일정을 계획할 수 있습니다. 분주 공정을 CHRONOS에서 직접 모니터링할 수 있습니다. 바람직할 경우 결과를 분석하고 내보낼 수 있습니다.

CHRONECT XPR로 자동 분말 분주하면 전문가 사용자를 필요로 하지 않고 최저의 대상 중량에서도 모든 실험실 위치에서 쉽고 정확하고 안전하게 실행할 수 있습니다.

메틀러 토레도의 인포그래픽 자료를 확인하고 실험실 자동화가 공정 오류를 50% 감소시키고 생산성을 최대 75% 증가시킬 수 있는 방법을 알아보십시오. CHRONECT XPR 로봇 분말 분주 플랫폼을 사용한 자동 칭량의 많은 장점을 정보 및 그림을 통해서 확인하고 고처리량 실험(HTE) 준비에서의 병목현상을 제거할 수 있는 방법을 알아보십시오.

단 몇 개의 샘플을 스크리닝을 위해 준비해야 하는 Application의 경우, 메틀러 토레도는 독립형 솔루션으로서 XPR 자동 저울을 권장하거나 샘플 교환기를 장착할 것을 권장합니다. XPR 자동 저울을 사용하여 자동 분주하면 수동 공정으로 달성할 수 없는 수준의 정확도 및 사용자 안전성에 이릅니다.

단일 고체 물질을 다수의 칭량 용기에 분주해야 합니까? 샘플 교환기와 함께 XPR 자동 저울을 사용함으로써 생산성 및 처리량을 높이십시오. XPR 자동 저울을 사용하면 동일한 분말화된 고체물질을 포함한 최대 30개의 샘플 배치를 완전 자동을 한 번 실행하여 준비할 수 있습니다.

LabX^TM 실험실 소프트웨어를 사용하면 안내된 단계별 작업 프로세스를 조제를 준비하는 데에 사용할 수 있습니다. 또한 LabX는 감사 추적 용도로 정확한 분주량을 전자 방식으로 기록하여 21 CFR part 11 규정 준수를 지원합니다.