化學(xué)正在走向計(jì)算的道路。它變得越來(lái)越小，速度也越來(lái)越快。高通量實(shí)驗(yàn)（HTE）是這一推動(dòng)的一部分。 HTE 借鑒生物學(xué)家和生物化學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)，引入了微孔板和多通道移液器來(lái)微型化反應(yīng)，并引入了機(jī)器人來(lái)快速運(yùn)行這些反應(yīng)而不犧牲精度。但它也已經(jīng)存在了幾十年。那么，為什么該領(lǐng)域的許多人現(xiàn)在對(duì) HTE 感到興奮呢？立體化學(xué)著眼于當(dāng)前流行背后的技術(shù)和文化轉(zhuǎn)變。

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以下是播客的腳本。為了篇幅和清晰度，我們對(duì)其中的采訪進(jìn)行了編輯。

馬特·達(dá)文波特：歡迎大家來(lái)到立體化學(xué)。我是馬特·達(dá)文波特，今天我們將討論高通量實(shí)驗(yàn)（HTE）。 HTE 已經(jīng)存在了幾十年，但我們現(xiàn)在已經(jīng)聽(tīng)到很多關(guān)于它的討論。因此，在本集中，我們將討論其中的原因。

不過(guò)，在我們深入討論之前，我想先介紹一下我的搭檔、同事和幼兒家長(zhǎng)，C&EN 科學(xué)記者 Sam Lemonick。薩姆，怎么樣？

薩姆·萊莫尼克：嘿，馬特。很好。

馬特：所以我有一個(gè)奇怪的問(wèn)題要問(wèn)你。我只是想吃點(diǎn)零食，因?yàn)槲也幌朐阡浿七^(guò)程中挨餓。

薩姆：聰明。

馬特：我很好奇，你是否遇到過(guò)這樣的事情，我不知道這是道德問(wèn)題，還是當(dāng)我想“我們?yōu)楹⒆淤I(mǎi)了這種食物，但我想吃了它”？

薩姆：是的，我確實(shí)想到了這一點(diǎn)并感到內(nèi)疚。對(duì)我有幫助的是，我意識(shí)到我們給他買(mǎi)了很多健康的東西，就像我們現(xiàn)在家里的水果比以前多了。而且我應(yīng)該多吃水果。這樣我就不會(huì)因?yàn)槌运乃械诫y過(guò)了。

馬特： [笑聲]非?？?。嗯，我很高興我們進(jìn)行了這次談話(huà)。這確實(shí)是我播客所需要的一切，所以我會(huì)讓你走。

薩姆：好吧。非常感謝。很高興與你交談，馬特。真的。很高興參加演出。

Matt：但說(shuō)實(shí)話(huà)，我們來(lái)這里是要討論 HTE，特別是合成有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，而我們一開(kāi)始對(duì)這方面了解不多。

薩姆：對(duì)。你選錯(cuò)人了。

馬特：我認(rèn)為這是有道理的。我聽(tīng)說(shuō) HTE 現(xiàn)在流行的原因之一是它的可訪問(wèn)性。我認(rèn)為我們可以通過(guò)讓兩位相對(duì)不熟悉的科學(xué)作家談?wù)撨@個(gè)假設(shè)來(lái)檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)。

事實(shí)上，HTE 本身并不難理解。這個(gè)想法是不是設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試燒杯或燒瓶中的一個(gè)假設(shè)，而是設(shè)計(jì)許多實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試多孔板或微孔板中的多個(gè)假設(shè)。因此，這些板最常見(jiàn)的是塑料制成的，它們的大小與一包索引卡差不多。所以它們可以很容易地放在你的手上，而且它們里面有很多水庫(kù)或水井。他們可以配備 6 孔、24 孔、96 孔。 。 。

薩姆：是啊，是啊。而且它們也會(huì)變得更大，對(duì)嗎？我的意思是，不是有超過(guò) 1000 個(gè)孔的孔板嗎？

馬特：所以我在報(bào)道時(shí)實(shí)際上看到了一個(gè) 1,536 孔板，我當(dāng)時(shí)想，“那些孔太小了。怎么把東西放進(jìn)去？”簡(jiǎn)短的答案是移液器和/或機(jī)器人，但我想花點(diǎn)時(shí)間對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明，因?yàn)槲艺J(rèn)為很有可能至少有些人會(huì)想，“等等。我們不是已經(jīng)使用孔板有一段時(shí)間了嗎？”

答案是肯定的。但感覺(jué)現(xiàn)在正在發(fā)生一些特別的事情。讓我?guī)仡櫼幌挛业谝淮温?tīng)到有關(guān) HTE 的傳聞時(shí)的情景。

薩姆：當(dāng)然。

馬特：那是去年八月在圣地亞哥舉行的美國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)會(huì)議上的事。提醒一下，ACS 發(fā)布了 C&EN，他制作了這個(gè)播客。

我有機(jī)會(huì)與一家制藥公司的化學(xué)家坐下來(lái)詢(xún)問(wèn)，我應(yīng)該關(guān)注哪些故事？在《C&EN》中，有哪些是你想看但沒(méi)有看到的？他們告訴我，“HTE?！?/p>

現(xiàn)在，快進(jìn)到一月份，Ash Jogalekar 的這條推文引起了我的注意。 Ash 是科學(xué)博客《好奇波函數(shù)》的著名作者，同時(shí)他也是一位專(zhuān)業(yè)化學(xué)家。

Ash Jogalekar：我最初是一名有機(jī)化學(xué)家。我的博士學(xué)位是有機(jī)化學(xué)。但我轉(zhuǎn)向了計(jì)算化學(xué)。我總是開(kāi)玩笑，其中一個(gè)激勵(lì)因素是當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)損壞了一臺(tái)價(jià)值 2,000 美元的設(shè)備時(shí)，我的導(dǎo)師說(shuō)：“也許你不適合實(shí)驗(yàn)室工作。也許你應(yīng)該研究一下計(jì)算?！?/p>

馬特：阿什現(xiàn)在在一家名為 Strateos 的公司工作，該公司總部位于硅谷。因此，聽(tīng)到它是一家科技公司可能并不奇怪，但它是一家為生物學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人工智能和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化等產(chǎn)品的科技公司。 Ash 是他們的藥物化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)理。

所以我注意到他發(fā)的這條推文，上面寫(xiě)著：“我很少熱衷于新技術(shù)，但我愿意把賭注押在使用小體積和基于平板的化學(xué)對(duì)藥物和工藝產(chǎn)生重大影響的高通量實(shí)驗(yàn)上。”未來(lái)十年的化學(xué)?！?/p>

薩姆：我在一月份也看到了那條推文。

馬特：而且你并不是唯一一個(gè)這樣做的人。例如，一位在阿斯利康工作的有機(jī)化學(xué)家回復(fù)了這條推文，“我們正在認(rèn)真對(duì)待它?！?/p>

Sam：我的第一反應(yīng)實(shí)際上是驚訝，因?yàn)槲倚南?，“嗯，HTE 已經(jīng)出現(xiàn)了，對(duì)吧？”

馬特：完全可以。我正在通過(guò)電子郵件與 C&EN 業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)的編輯 Mike McCoy 討論此事。 Mike從一開(kāi)始就開(kāi)始報(bào)道 HTE?。或者2000年代初。或者無(wú)論我們?cè)趺捶Q(chēng)呼它。

不管怎樣，Mike 告訴我，他已經(jīng)有一段時(shí)間沒(méi)有寫(xiě)過(guò)關(guān)于它的文章了，因?yàn)樗谛袠I(yè)中已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且實(shí)際上有一些公司專(zhuān)門(mén)從事 HTE 設(shè)備和服務(wù)，例如 Avantium、Unchained Labs 和恰當(dāng)命名的 Hte，去年慶祝了成立20周年。

為了避免混淆，從現(xiàn)在開(kāi)始，每當(dāng)我們說(shuō) HTE 時(shí)，我們都會(huì)談?wù)摳咄繉?shí)驗(yàn)，而不是 Hte 公司。

無(wú)論如何，問(wèn)題仍然存在：為什么 HTE 這個(gè)領(lǐng)域現(xiàn)在值得討論？

薩姆：是的，你知道為什么嗎？你有答案嗎？

馬特：是的。我聽(tīng)到的最好的答案是該領(lǐng)域正處于拐點(diǎn)。換句話(huà)說(shuō)，這個(gè)播客是一個(gè)成長(zhǎng)故事。與機(jī)器人。

在本集中，我們將討論 HTE 的工具和技術(shù)，包括機(jī)器人。這些工具變得越來(lái)越容易使用，而且它們也越來(lái)越擅長(zhǎng)進(jìn)行更復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。然后，還會(huì)有更多的化學(xué)家越來(lái)越擅長(zhǎng)使用這些工具，試圖解決越來(lái)越難的問(wèn)題，特別是在過(guò)程化學(xué)和藥物化學(xué)方面。

因此，現(xiàn)在發(fā)生的這些事情的融合也讓人感覺(jué) HTE 現(xiàn)在有一些特別的東西。回到 Ash 和他的推文，我想檢查一下這種感覺(jué)并問(wèn)，是否感覺(jué) HTE 正在享受一段時(shí)光？

阿什·喬加萊卡：當(dāng)然。我的意思是，我在文獻(xiàn)和我們一直在交談的不同公司中看到了很多興趣。這真是太棒了。

馬特（采訪中）：化學(xué)領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)是什么？你知道，你在生物中看到的與我們?cè)诨瘜W(xué)中看到的有什么不同？

Ash Jogalekar：我認(rèn)為這是一個(gè)很好的問(wèn)題。老實(shí)說(shuō)，這也讓我有點(diǎn)困惑。因?yàn)榭雌饋?lái)生物學(xué)家已經(jīng)在研究他們的 HTE 版本至少 2 到 30 年了，對(duì)吧？事實(shí)上，具有諷刺意味的是，化學(xué)家對(duì)此感到興奮的原因之一正是因?yàn)樗麄兛梢灾匦吕蒙飳W(xué)家用于 HTE 的許多設(shè)備、工作流程和技術(shù)。

馬特（在工作室）：我想跟進(jìn)這個(gè)想法。比如，HTE 是否變得越來(lái)越熱門(mén)，因?yàn)槠渌I(lǐng)域的工具和技術(shù)（例如機(jī)器人和自動(dòng)化工作流程）變得越來(lái)越容易獲??？阿什告訴我的是，機(jī)器人和自動(dòng)化正在推動(dòng)這一趨勢(shì)。但文化轉(zhuǎn)變也是其中的一部分。

Ash Jogalekar：大部分 HTE 都是使用板材完成的。它是基于平板的，就像生物學(xué)家所做的那樣。事實(shí)上，這本身就是一個(gè)完整的討論，如果你看看大多數(shù)化學(xué)家、合成有機(jī)化學(xué)家的教育，你會(huì)很難找到一個(gè)在研究生或博士后工作中使用過(guò)平板化學(xué)的合成有機(jī)化學(xué)家工作。

因此，我認(rèn)為只需從 150 年來(lái)在燒杯、小瓶和圓底燒瓶中進(jìn)行所有操作的方式轉(zhuǎn)變?yōu)樵诒P(pán)子中進(jìn)行所有操作即可。我認(rèn)為這本身就是一種思維范式的轉(zhuǎn)變。那個(gè)也是。即使現(xiàn)在，這種情況也并不常見(jiàn)。但這種想法花了一段時(shí)間才滲透到化學(xué)界。

Matt：所以我認(rèn)為這確實(shí)是現(xiàn)在正在發(fā)生的一件大事，因?yàn)?HTE，更多的化學(xué)家感到更有能力探索更多的實(shí)驗(yàn)空間。因此，更多的化學(xué)家進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域，您不再被限制一次只做一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

薩姆：這就是許多有機(jī)合成化學(xué)的完成方式。我的意思是，即使您談?wù)摰氖?24 孔板，一次運(yùn)行 24 個(gè)實(shí)驗(yàn)也比一次運(yùn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)多 24 倍。

馬特：這確實(shí)為我們這一集做好了準(zhǔn)備。我們將與親眼目睹并感受到這些文化和技術(shù)變革的化學(xué)家交談，以了解他們是如何讓我們走到今天的。不過(guò)，在我們深入探討之前，Sam，您現(xiàn)在還有什么想知道的以了解情況嗎？

Sam：是的，我們已經(jīng)討論過(guò)與 HTE 一起測(cè)試更多假設(shè)。但還有其他讓人們對(duì)此感到興奮的大局原因嗎？

馬特：完全可以。 Ash 有一個(gè)非常簡(jiǎn)潔的總結(jié)方式。所以，是的，HTE 可以讓您同時(shí)測(cè)試多個(gè)想法，并且因?yàn)槟诤苄〉男【羞\(yùn)行這些測(cè)試，所以您使用的材料更少。這意味著 HTE 比傳統(tǒng)化學(xué)方法成本更低、更環(huán)保。

Sam：這有點(diǎn)像將我們?cè)诳萍贾锌吹降母?、更快、更便宜的心態(tài)帶入化學(xué)？

馬特：沒(méi)錯(cuò)。

Ash Jogalekar：所以我認(rèn)為我對(duì)此如此興奮的最終原因是它使化學(xué)能夠朝著與 20 世紀(jì)下半葉計(jì)算和電子學(xué)相同的方向發(fā)展。

薩姆：這是有道理的。所以，馬特，我確實(shí)還有一個(gè)基線 HTE 問(wèn)題要問(wèn)你。好的高通量實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么樣的？

馬特：我很高興你問(wèn)這個(gè)問(wèn)題。為了回答這個(gè)問(wèn)題，我想向您介紹梅洛迪·克里斯滕森。