加速中药创新 | 实验室自动化如何赋能中医药产业


来源:贝克曼库尔特商贸(中国)有限公司

中药资源是中医药事业和产业发展的重要物质基础。2025年3月20日,国务院办公厅发布《关于提升中药质量促进中医药产业高质量发展的意见》,旨在形成传承创新并重、布局结构合理、装备制造先进、质量安全可靠、竞争能力强的中医药产业高质量发展格局,增进人民健康福祉。


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在推进中药科技创新方面:

  • 一是提升科技创新能力,加强中医类国家医学中心和中药领域全国重点实验室、国家技术创新中心、国家制造业创新中心建设。近年来,在国家发展改革委、科技部等部门的大力支持下,中医药领域已经建设了7个全国重点实验室、5个国家工程研究中心、4个国家医学攻关产教融合创新平台。

  • 二是加强中药创新研发,加大国家科技计划对中药的支持力度,推进关键技术攻关。结合中医优势病种,聚焦重大慢病、重大疑难疾病、新发突发传染病、特殊环境疾病等,推出一批临床疗效突出、竞争优势显著的中药创新药。发挥医疗机构中药制剂、名医验方在中药创新中的“孵化器”作用,进一步加强挖掘和转化。


中药创新研究仍面临诸多挑战

中药化学组分复杂,深入研究其物质基础中的化学成分,有助于明确有效成分及结构,为质量控制提供依据,确保稳定性和一致性。中药的化学成分受植物品种、种植、产地、采收和炮制等因素影响。分析特定化学成分可获得药效最佳成分。从生物学角度看,研究中药物质基础的生物学特性,可更好地理解其药理作用和治疗机制。通过细胞模型和动物实验,探究中药对生物体生理功能、代谢免疫过程等方面的影响,有助于揭示其多成分、多靶点、协同作用的特点,评价其有效性、安全性和毒副作用,为临床应用提供坚实基础。


智能化转变:

实验室自动化提速中药创新研究

实验室自动化使用自动化技术执行实验室任务,最小化或无须人工干预,以提高生产力、提高实验数据质量、缩短实验周期或完成原本不可能开展的实验。在中药创新研究的历程中,自动化系统不仅提升研究的效率和精度,也为中药现代化和智能化打开新的大门。


01提升研究效率: 

中药成分复杂,研究过程繁琐。实验室自动化通过精确控制实验条件,减少人为误差,提高实验重复性和可靠性。例如,高通量筛选系统能快速筛选化合物,结合中药复方配伍理论,实现不同中药有效成分的组合筛选,为精准治疗提供更坚实的理论支撑。


02保障转化质量:

中药的安全性和有效性是其能否被广泛接受的关键。随着中药研究的深入,药效评价和毒理学评价方法也在不断创新,评价方法越来越多样化。传统动物实验面临伦理和成本挑战,而基于细胞模型的体外试验更易于大规模应用。例如,利用肝脏类器官模型,可研究中药成分的毒性和代谢途径。


03促进国际市场认可:

中药走向国际市场需要符合国际标准。实验室自动化系统使中药研究更加规范化、标准化,助力提升研究结果在国际医药体系中的认可和信任。同时,自动化设备和软件可管理追踪实验数据,确保数据的准确性和可追溯性。


04激发创新研究和技术:

自动化系统提升研究效率和精度,为研究人员释放更多时间和空间,思考探索新领域。针对中药有效成分在体内的作用机制、代谢过程等,广泛使用到基因组学、转录组学、代谢组学等生物学研究方法和前沿技术,实验室自动化设备可以帮助实现复杂样品制备,促使深入、全面的机制研究,发现新的治疗潜力,推动中药研究的创新发展。


贝克曼库尔特生命科学

中药研究实验室自动化方案

01Echo纳升级声波移液系统


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  • 采用声波能量高精度移取低至2.5 nL液滴;

  • 无物理接触移液,无需耗材,降低交叉污染;

  • 纳升体系让分析检测实现微量化,提升筛选速度,节约试剂和药物。


特色应用

 1 Echo Dose Response直接稀释法药物计量分析

直接稀释法替代逐级梯度稀释,稀释曲线上每个浓度点均为单独而非连续生成,避免传统药物稀释方法沿曲线传递误差的风险,显著提高数据质量。


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 2 Echo Combination Screen单体组分配伍

  • 允许精确控制每种组分的浓度和比例,实现不同单体组分的灵活配伍;

  • 系统研究每种组分的不同浓度对细胞或其他实验对象的影响,及它们之间的相互作用;

  • 助力发现新的药物组合和理解药物作用机制。


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 3 Access系统:专为超高通量药物筛选自动化而生

Access以Echo声波移液系统为核心,集成多种实验室自动化设备,允许高通量测试和灵活的自动化实现,具有模块化、紧凑式、高精度和用户友好性的特点。


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02Biomek自动化整合系统

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  • Biomek i5/i7自动化工作站准确快速地对样品和试剂高通量移液;

  • 系统具备可拓展性,灵活集成第三方设备实现高度自动化;

  • 机器人高效传输,自动化系统硬件技术领先;

  • 软件深度整合,数据实时交互及数据驱动决策,助力智能化中药研发。


特色应用

 1 中药单体化合物库复制和管理

该系统整合Biomek i7液体处理系统,储板栈,条形码贴标机和自动化封膜机,自动批量完成中药单体化合物的溶解、混匀、稀释以及化合物板贴标、拷贝等操作。


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 2 中药单体化合物库筛选/类器官药敏

中药单体化合物库筛选系统:整合10余类设备,采用96/384/1536高密度微孔板和快速灵敏的检测手段,可运行细胞培养、细胞功能性检测、高内涵筛选样品制备、ADMET体外筛选前处理等新药发现过程中的多种类型实验。自动化完成细胞铺板、转染、药物稀释、在线孵育、信号检测等流程,帮助快速识别出与疾病靶点有亲和作用的化合物,以及具有潜在活性的单体和组分配伍测试。


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 3 药效分析-质谱前处理

自动化质谱前处理系统:在Biomek i7工作站基础上建立高通量制备方案,完成中药入血组织有效成分鉴定和分析。能够在短短几天内制备数千样本,替代手工制样的劳动密集型工作,增强可重复性和数据质量。


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小 结

实验室自动化为重塑中药创新研究提供全新的视角。通过精准移液、高通量筛选与智能数据分析的深度协同,传统中药研发从经验驱动转向数据驱动的新范式。

  • Echo声波移液系统以纳升级精度重构中药组分配伍逻辑;

  • Access平台将筛选通量提升至传统方法的百倍甚至千倍效率;

  • Biomek自动化整合实现从分子水平研究到细胞、类器官水平表型和机制分析的自动化。

自动化技术的跃迁不仅助力解析中药复杂体系的有效成分、质量控制等难题,也为中医药走向更广泛的国际市场提供标准化的语言。当传统智慧遇见现代科技,实验室自动化不仅是工具更新,更是方法论更新,势必推动中医药在守正创新中开辟全球化新赛道,为人类健康贡献中国方案。

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