化學正在走向計算的道路。它變得越來越小，速度也越來越快。高通量實驗（HTE）是這一推動的一部分。 HTE 借鑒生物學家和生物化學家的經(jīng)驗，引入了微孔板和多通道移液器來微型化反應，并引入了機器人來快速運行這些反應而不犧牲精度。但它也已經(jīng)存在了幾十年。那么，為什么該領域的許多人現(xiàn)在對 HTE 感到興奮呢？立體化學著眼于當前流行背后的技術和文化轉變。

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以下是播客的腳本。為了篇幅和清晰度，我們對其中的采訪進行了編輯。

馬特·達文波特：歡迎大家來到立體化學。我是馬特·達文波特，今天我們將討論高通量實驗（HTE）。 HTE 已經(jīng)存在了幾十年，但我們現(xiàn)在已經(jīng)聽到很多關于它的討論。因此，在本集中，我們將討論其中的原因。

不過，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，C&EN 科學記者 Sam Lemonick。薩姆，怎么樣？

薩姆·萊莫尼克：嘿，馬特。很好。

馬特：所以我有一個奇怪的問題要問你。我只是想吃點零食，因為我不想在錄制過程中挨餓。

薩姆：聰明。

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

薩姆：是的，我確實想到了這一點并感到內疚。對我有幫助的是，我意識到我們給他買了很多健康的東西，就像我們現(xiàn)在家里的水果比以前多了。而且我應該多吃水果。這樣我就不會因為吃他的水果而感到難過了。

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

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：但說實話，我們來這里是要討論 HTE，特別是合成有機化學領域，而我們一開始對這方面了解不多。

薩姆：對。你選錯人了。

馬特：我認為這是有道理的。我聽說 HTE 現(xiàn)在流行的原因之一是它的可訪問性。我認為我們可以通過讓兩位相對不熟悉的科學作家談論這個假設來檢驗這個假設。

事實上，HTE 本身并不難理解。這個想法是不是設計一個實驗來測試燒杯或燒瓶中的一個假設，而是設計許多實驗來測試多孔板或微孔板中的多個假設。因此，這些板最常見的是塑料制成的，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。而且它們也會變得更大，對嗎？我的意思是，不是有超過 1000 個孔的孔板嗎？

馬特：所以我在報道時實際上看到了一個 1,536 孔板，我當時想，“那些孔太小了。怎么把東西放進去？”簡短的答案是移液器和/或機器人，但我想花點時間對此進行說明，因為我認為很有可能至少有些人會想，“等等。我們不是已經(jīng)使用孔板有一段時間了嗎？”

答案是肯定的。但感覺現(xiàn)在正在發(fā)生一些特別的事情。讓我?guī)仡櫼幌挛业谝淮温牭接嘘P HTE 的傳聞時的情景。

薩姆：當然。

馬特：那是去年八月在圣地亞哥舉行的美國化學會全國會議上的事。提醒一下，ACS 發(fā)布了 C&EN，他制作了這個播客。

我有機會與一家制藥公司的化學家坐下來詢問，我應該關注哪些故事？在《C&EN》中，有哪些是你想看但沒有看到的？他們告訴我，“HTE?！?/p>

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

Ash Jogalekar：我最初是一名有機化學家。我的博士學位是有機化學。但我轉向了計算化學。我總是開玩笑，其中一個激勵因素是當我在實驗室工作時損壞了一臺價值 2,000 美元的設備時，我的導師說：“也許你不適合實驗室工作。也許你應該研究一下計算?！?/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，聽到它是一家科技公司可能并不奇怪，但它是一家為生物學和藥物發(fā)現(xiàn)開發(fā)人工智能和實驗室自動化等產(chǎn)品的科技公司。 Ash 是他們的藥物化學產(chǎn)品經(jīng)理。

所以我注意到他發(fā)的這條推文，上面寫著：“我很少熱衷于新技術，但我愿意把賭注押在使用小體積和基于平板的化學對藥物和工藝產(chǎn)生重大影響的高通量實驗上?！蔽磥硎甑幕瘜W?！?/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這樣做的人。例如，一位在阿斯利康工作的有機化學家回復了這條推文，“我們正在認真對待它?！?/p>

Sam：我的第一反應實際上是驚訝，因為我心想，“嗯，HTE 已經(jīng)出現(xiàn)了，對吧？”

馬特：完全可以。我正在通過電子郵件與 C&EN 業(yè)務團隊的編輯 Mike McCoy 討論此事。 Mike從一開始就開始報道 HTE?。或者2000年代初?；蛘邿o論我們怎么稱呼它。

不管怎樣，Mike 告訴我，他已經(jīng)有一段時間沒有寫過關于它的文章了，因為它在行業(yè)中已經(jīng)相當成熟，而且實際上有一些公司專門從事 HTE 設備和服務，例如 Avantium、Unchained Labs 和恰當命名的 Hte，去年慶祝了成立20周年。

為了避免混淆，從現(xiàn)在開始，每當我們說 HTE 時，我們都會談論高通量實驗，而不是 Hte 公司。

無論如何，問題仍然存在：為什么 HTE 這個領域現(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。我聽到的最好的答案是該領域正處于拐點。換句話說，這個播客是一個成長故事。與機器人。

在本集中，我們將討論 HTE 的工具和技術，包括機器人。這些工具變得越來越容易使用，而且它們也越來越擅長進行更復雜的化學反應。然后，還會有更多的化學家越來越擅長使用這些工具，試圖解決越來越難的問題，特別是在過程化學和藥物化學方面。

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

阿什·喬加萊卡：當然。我的意思是，我在文獻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）：化學領域最先進的技術是什么？你知道，你在生物中看到的與我們在化學中看到的有什么不同？

Ash Jogalekar：我認為這是一個很好的問題。老實說，這也讓我有點困惑。因為看起來生物學家已經(jīng)在研究他們的 HTE 版本至少 2 到 30 年了，對吧？事實上，具有諷刺意味的是，化學家對此感到興奮的原因之一正是因為他們可以重新利用生物學家用于 HTE 的許多設備、工作流程和技術。

馬特（在工作室）：我想跟進這個想法。比如，HTE 是否變得越來越熱門，因為其他領域的工具和技術（例如機器人和自動化工作流程）變得越來越容易獲??？阿什告訴我的是，機器人和自動化正在推動這一趨勢。但文化轉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，就像生物學家所做的那樣。事實上，這本身就是一個完整的討論，如果你看看大多數(shù)化學家、合成有機化學家的教育，你會很難找到一個在研究生或博士后工作中使用過平板化學的合成有機化學家工作。

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

Matt：所以我認為這確實是現(xiàn)在正在發(fā)生的一件大事，因為 HTE，更多的化學家感到更有能力探索更多的實驗空間。因此，更多的化學家進入了這個領域，您不再被限制一次只做一項實驗。

薩姆：這就是許多有機合成化學的完成方式。我的意思是，即使您談論的是 24 孔板，一次運行 24 個實驗也比一次運行一個實驗多 24 倍。

馬特：這確實為我們這一集做好了準備。我們將與親眼目睹并感受到這些文化和技術變革的化學家交談，以了解他們是如何讓我們走到今天的。不過，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)討論過與 HTE 一起測試更多假設。但還有其他讓人們對此感到興奮的大局原因嗎？

馬特：完全可以。 Ash 有一個非常簡潔的總結方式。所以，是的，HTE 可以讓您同時測試多個想法，并且因為您在很小的小井中運行這些測試，所以您使用的材料更少。這意味著 HTE 比傳統(tǒng)化學方法成本更低、更環(huán)保。

Sam：這有點像將我們在科技中看到的更小、更快、更便宜的心態(tài)帶入化學？

馬特：沒錯。

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

薩姆：這是有道理的。所以，馬特，我確實還有一個基線 HTE 問題要問你。好的高通量實驗結果是什么樣的？

馬特：我很高興你問這個問題。為了回答這個問題，我想向您介紹梅洛迪·克里斯滕森。