उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग विधियाँ

उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग (HTS) एक जैविक परख (बायोलॉजिकल एसे) के विरुद्ध रासायनिक यौगिकों के बड़े संग्रह का स्वचालित परीक्षण है ताकि उन यौगिकों का पता लगाया जा सके जो सक्रियता दर्शाते हैं। लघु-आकार की परखों, रोबोटिक्स और माइक्रोटाइटर प्लेटों का उपयोग करके, HTS लाखों यौगिकों का मूल्यांकन कर सकता है, जो दवा खोज के बाकी हिस्सों को पोषित करने वाले प्रारंभिक बिंदु (हिट्स) प्रदान करता है। इसका मूल्य इसकी माप के साथ-साथ परख की गुणवत्ता और डिजाइन पर भी निर्भर करता है।

Definition

उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग एक जैविक लक्ष्य या फेनोटाइप के विरुद्ध यौगिकों की बड़ी लाइब्रेरियों का व्यवस्थित, स्वचालित परख है ताकि ऐसे यौगिकों (हिट्स) की पहचान की जा सके जो एक मापने योग्य गतिविधि उत्पन्न करते हैं जिसका आगे अध्ययन किया जा सके।

Scope

यह विषय HTS के सिद्धांतों और विधियों को शामिल करता है: परख प्रारूप (जैव रासायनिक और कोशिका-आधारित), लाइब्रेरी डिजाइन, लघुकरण और स्वचालन, और डेटा गुणवत्ता का सांख्यिकीय नियंत्रण, जिसमें परख की मजबूती का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाने वाला Z-कारक भी शामिल है। यह खंड-आधारित और आभासी स्क्रीनिंग जैसे विकल्पों और पूरकों पर भी ध्यान देता है। यह संदर्भ सामग्री है न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Core questions

• बड़े यौगिक लाइब्रेरियों का कुशलतापूर्वक और पुनरुत्पादनीय रूप से परख कैसे किया जाता है?
• एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई, मजबूत स्क्रीनिंग परख एक शोरगुल वाली परख से कैसे भिन्न होती है?
• परख की गुणवत्ता को कैसे मापा जाता है ताकि वास्तविक हिट्स को शोर से अलग किया जा सके?
• खंड-आधारित, फेनोटाइपिक और आभासी स्क्रीनिंग के सापेक्ष HTS कहाँ फिट बैठता है?

Key concepts

• यौगिक लाइब्रेरी
• जैव रासायनिक बनाम कोशिका-आधारित परख
• माइक्रोटाइटर-प्लेट लघुकरण और स्वचालन
• Z-कारक और परख की मजबूती
• हिट दर
• गलत सकारात्मक और परख हस्तक्षेप
• स्क्रीन डिजाइन

Key theories

एक मापने योग्य गुण के रूप में परख की गुणवत्ता (Z-कारक)

एक स्क्रीनिंग परख की विश्वसनीयता को एक एकल आयामहीन सांख्यिकी, Z-कारक में कैप्चर किया जा सकता है, जो सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रणों के माध्य और परिवर्तनशीलता से प्राप्त होता है, जिससे स्क्रीनिंग को एक अभियान से पहले और उसके दौरान मान्य और तुलना करने की अनुमति मिलती है।

Mechanisms

एक विशिष्ट स्क्रीनिंग में, माइक्रोटाइटर प्लेट के प्रत्येक कुएं में एक अलग यौगिक प्राप्त होता है, और एक पता लगाने योग्य संकेत (अक्सर प्रतिदीप्ति या ल्यूमिनेसेंस) लक्ष्य के विरुद्ध या एक सेलुलर रीडआउट में गतिविधि की रिपोर्ट करता है। रोबोटिक्स तरल वितरण और प्लेट की गति को संभालता है ताकि बहुत बड़ी लाइब्रेरियों को संसाधित किया जा सके। क्योंकि गतिविधि को यादृच्छिक भिन्नता और परख कलाकृतियों से अलग किया जाना चाहिए, सांख्यिकीय नियंत्रण आवश्यक हैं: Z-कारक सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रणों के बीच अलगाव की तुलना उनकी संयुक्त परिवर्तनशीलता से करता है, यह मापने का एक मानक तरीका प्रदान करता है कि क्या एक परख स्क्रीनिंग के लिए पर्याप्त है। अच्छी स्क्रीनिंग डिजाइन — परख प्रारूप, लाइब्रेरी और थ्रेशोल्ड का चुनाव — यह दृढ़ता से निर्धारित करता है कि कौन से हिट उभरते हैं और कितने नकली होते हैं।

Clinical relevance

आधुनिक दवाओं के पीछे के कई रासायनिक प्रारंभिक बिंदु HTS द्वारा पाए गए थे, इसलिए इस विधि को समझना यह समझाने में मदद करता है कि विशेष यौगिक विकास में कैसे और क्यों आए। यह प्रविष्टि एक खोज विधि का वर्णन करती है और शैक्षिक है; यह नैदानिक ​​या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

प्रासंगिक साहित्य कार्यप्रणाली संबंधी है। Z-कारक पेपर परख सत्यापन के लिए एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मानक प्रदान करता है, जबकि स्क्रीनिंग डिजाइन और हिट और लीड जनरेशन की समीक्षाएं अच्छी प्रथाओं और खंड-आधारित और संरचना-आधारित विधियों जैसे पूरक दृष्टिकोणों के सापेक्ष HTS की सीमाओं को निर्धारित करती हैं।

History

HTS 1980 और 1990 के दशक में स्वचालन, परख लघुकरण और बड़े संयोजन यौगिक संग्रह के अभिसरण से विकसित हुआ, जो फार्मास्युटिकल खोज का एक केंद्रीय इंजन बन गया। जैसे-जैसे स्क्रीनिंग बढ़ी, वस्तुनिष्ठ गुणवत्ता नियंत्रण की आवश्यकता ने Z-कारक (1999) जैसे मानक आंकड़ों को जन्म दिया। बाद की समीक्षाओं ने इस बात पर जोर दिया कि अधिक यौगिकों से स्वचालित रूप से बेहतर लीड नहीं मिलते हैं, जिससे परख डिजाइन और क्रूर-बल स्क्रीनिंग से परे पूरक रणनीतियों पर ध्यान आकर्षित हुआ।

Debates

क्या केवल स्क्रीनिंग की माप से बेहतर लीड मिलते हैं?

बड़ी लाइब्रेरियां हिट्स खोजने की संभावना को बढ़ाती हैं लेकिन गलत सकारात्मक और अवांछनीय केमोटाइप्स की संभावना को भी बढ़ाती हैं; समीक्षकों ने तर्क दिया है कि विचारशील परख और लाइब्रेरी डिजाइन, और खंड-आधारित और कम्प्यूटेशनल विधियों के साथ एकीकरण, कच्चे थ्रूपुट से अधिक महत्वपूर्ण हैं।

Key figures

• Ji-Hu Zhang
• W. Patrick Walters
• Konrad Bleicher

Seminal works

• zhang-1999
• walters-namchuk-2003

Frequently asked questions

उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग में Z-कारक क्या है?

Z-कारक एक आयामहीन सांख्यिकी है जो संक्षेप में बताती है कि एक स्क्रीनिंग परख सक्रिय और निष्क्रिय प्रतिक्रियाओं को कितनी अच्छी तरह अलग करती है, जो सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रणों के माध्य और मानक विचलन पर आधारित है; इसका उपयोग यह आकलन करने के लिए किया जाता है कि क्या एक परख स्क्रीनिंग के लिए पर्याप्त मजबूत है।

क्या उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग हिट्स खोजने का एकमात्र तरीका है?

नहीं। यह एक प्रमुख विधि है, लेकिन खंड-आधारित स्क्रीनिंग, आभासी (कम्प्यूटेशनल) स्क्रीनिंग, और फेनोटाइपिक दृष्टिकोण प्रारंभिक यौगिकों की पहचान करने के लिए पूरक मार्ग हैं।