化學(xué)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(xué)家和生物化學(xué)家的經(jīng)驗，引入了微孔板和多通道移液器來微型化反應(yīng)，并引入了機器人來快速運行這些反應(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 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(xué)。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(guān)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(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(dāng)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(nèi)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(yīng)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?？帷｀?，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(xué)領(lǐng)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(xué)作家談?wù)撨@個假設(shè)來檢驗這個假設(shè)。

事實上，HTE 本身并不難理解。這個想法是不是設(shè)計一個實驗來測試燒杯或燒瓶中的一個假設(shè)，而是設(shè)計許多實驗來測試多孔板或微孔板中的多個假設(shè)。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(dāng)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(guān) HTE 的傳聞時的情景。

薩姆：當(dāng)然。

馬特：那是去年八月在圣地亞哥舉行的美國化學(xué)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(xué)家坐下來詢問，我應(yīng)該關(guān)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(xué)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(xué)家。

Ash Jogalekar：我最初是一名有機化學(xué)家。我的博士學(xué)位是有機化學(xué)。但我轉(zhuǎn)向了計算化學(xué)。我總是開玩笑，其中一個激勵因素是當(dāng)我在實驗室工作時損壞了一臺價值 2,000 美元的設(shè)備時，我的導(dǎo)師說：“也許你不適合實驗室工作。也許你應(yīng)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(xué)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(xué)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(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(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這樣做的人。例如，一位在阿斯利康工作的有機化學(xué)家回復(fù)了這條推文，“我們正在認真對待它?！?/p>

Sam：我的第一反應(yīng)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(wù)團隊的編輯 Mike McCoy 討論此事。 Mike從一開始就開始報道 HTE??；蛘?000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(guān)于它的文章了，因為它在行業(yè)中已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且實際上有一些公司專門從事 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)在開始，每當(dāng)我們說 HTE 時，我們都會談?wù)摳咄繉嶒?，而不?Hte 公司。

無論如何，問題仍然存在：為什么 HTE 這個領(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。我聽到的最好的答案是該領(lǐng)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(shù)，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(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。然后，還會有更多的化學(xué)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(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 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(dāng)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(xué)領(lǐng)域最先進的技術(shù)是什么？你知道，你在生物中看到的與我們在化學(xué)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(xué)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(xué)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(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）：我想跟進這個想法。比如，HTE 是否變得越來越熱門，因為其他領(lǐng)域的工具和技術(shù)（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(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。事實上，這本身就是一個完整的討論，如果你看看大多數(shù)化學(xué)家、合成有機化學(xué)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(xué)的合成有機化學(xué)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xué)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(xué)家感到更有能力探索更多的實驗空間。因此，更多的化學(xué)家進入了這個領(lǐng)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(xué)的完成方式。我的意思是，即使您談?wù)摰氖?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(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，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(shè)。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(jié)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(xué)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(xué)？

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(xué)能夠朝著與 20 世紀下半葉計算和電子學(xué)相同的方向發(fā)展。

薩姆：這是有道理的。所以，馬特，我確實還有一個基線 HTE 問題要問你。好的高通量實驗結(jié)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。