药物筛选是通过规范化的实验手段对可能作为药用的物质进行初步药理活性的检测和试验以求发现其药用价值和临床用途，为发展新药提供最初始的依据和资料。它是现代药物开发流程中检验和获取具有特定生理活性化合物的一个步骤，在药物开发过程中起着至关重要的作用。
HRBio提供的药物筛选服务是以反向药理学为学术基础。反向药理学研究的基本模式是以药物的基本药理作用或药效学作用为基础，然后应用体内体外等方法研究药物作用，达到认识药物作用机制的目的。这种模式不仅成功揭示了已知大量新的现象和作用机制，促进了药理学，尤其是分子药理学的发展。同时也促进了生理学、生物化学等基础学科的发展，如受体、离子通道等。
反向药理学最大的优势是可以从药物作用的靶点开始药物研究，应用药物与靶点相互作用的特点为检测指标，大规模筛选药物，高效率的发现新药，从而解决了药物研究的源头问题，有效地促进药物研究的速度和进程。
利用药物作用靶点进行药物筛选，已成功地发现了大批临床用药，如血管紧张素转化酶抑制剂卡托普利、伊那普利、赖诺普利等降血压药物，ß-肾上腺素受体拮抗剂普奈洛尔、阿替洛尔等，都是利用分子靶点筛选发现的药物。
药物筛选中的生物芯片技术
生物芯片技术可被应用于许多研究领域。诸如用于蛋白质表达研究，识别蛋白之间相互作用，蛋白质组学研究和临床疾病样品的高通量诊断。HRBio生产的生物芯片用于药品化合物的初筛。
生物芯片是一种高密度芯片，芯片可采用多种样品来源，表达文库，可以包括已知未知样品。为了检测与芯片结合的蛋白质，样品需要直接进行荧光标记或加入半抗原。HRBio可以制备如下生物芯片：
1、 抗体芯片：此芯片被用于细胞培养或样品的蛋白表达谱定量研究。这种类型的芯片采用低密度点样。在这些芯片上，已知抗体排布在芯片上，并 图2 生物芯片点样仪
与未知样品中的抗原结合。为了检测所结合抗原，抗原可以直接用荧光标记或通过二次结合物/二抗结合进行检测。这一过程与传统的ELISA结合方式相似。
2、 单捕获抗体芯片：单捕获抗体芯片将多种已知抗体固定在片基表面，用于检测样品（通常包括正常和病变样品）中的特异抗原的存在。单捕获抗体芯片利用直接或半抗原标记系统，而不需要匹配的抗体。单捕获抗体芯片提供了一种定量检测结合物的方法。
3、 Reverse芯片：常用于研究数百个样品（科研或临床）中数种抗原（1-3种）的存在。细胞裂解或血清样品被固定在片基上，采用数种抗原（1-3种）进行筛查。通过荧光标记或检测试剂的颜色反应进行检测。
4、 蛋白芯片：蛋白芯片可用于识别新蛋白质结构或蛋白相互作用。多种蛋白质，多肽被固定在片基表面，用于筛查蛋白质混合样品。通过检测已知抗体，可使研究者发现新的结合物质，通过药物靶点结构域结合检测，可以发现新的药物分子。 图3 荧光检测仪
配体氨基偶联过程
药物筛选中的生物分子相互作用技术
BIA是英语“Biomolecular Interaction Analysis”的缩写，BIA提供了实时观察生物分子间相互作用的技术。BIA可以让得到用其他技术方法难以得到的结果，因为它可以实时反映分子结合过程中每一秒变化的情况。无需借助标记物进行分析使BIA广泛应用于各类生物体系的测定，从各类小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸和寡聚糖等。
BIA就是利用金属薄膜表面的折射率的改变，引起共振角的变化，来推断金属薄膜表面的变化。实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液流过芯片表面。检测器能跟踪检测溶液中的分子与芯片表面分子的结合、解离整个过程的变化。
由于SPR分子间相互作用分析系统无需标记、快速检测、实时反映结合过程、对分子结合动力学可进行有效分析等优点。采用以表面等离子共振技术为基础的分子间相互作用分析系统可将药物靶标固定在生物芯片表面，将药物单体或混合物通过药物靶标固定过的传感芯片表面，鉴定药物单体或混合物是否能与药物靶标相互作用。同时对药物靶标与天然产物单体结合的反应动力学和亲和力进行准确的分析，从而为未来的产业化生产提供准确依据。
1、 标靶的识别和筛选。
2、 测定药物与标靶结合的动力学数据。
3、 先导化合物的优化及早期ADME的研究。
4、 利用核酸与蛋白相互作用，筛选以核酸为靶标的蛋白质类药物。

BIA技术应用的领域主要有四个方面：
1、动力学常数的测定
通过实时监测结合在芯片表面分子质量的变化，可以得到两个分子之间的结合与解离常数。由于检测的是芯片表面质量的变化，所以大分子的分析物相互较容易得到较强的信号，但是对于小分子的分析物可以通过优化实验设计而进行检测。
通过公式：Rmax=MWA/MWL*RL*SM，可以确定两个配体间亲和力的大小。
BIA可以用来分析不同抗体与抗原的结合与解离常数，相对于以前其它检测抗体效价的方法，BIA不仅快速，可以准确定量，还可以让你看到整个结合和解离的动态过程（见图2）。

2、浓度的测量
如果简单地测量一个纯物质的浓度，有很多方法可以选择。但是如果想知道，某种复合物中其中一个组分的浓度，则很难实现。用BIA技术可以很轻松做到这一点。先将待测物的抗体耦联到芯片表面，再将一系列不同浓度的标样流过芯片，得到一条标准曲线，此时将混合物流过芯片，根据信号强度大小就可以得到原混合物中某组分的浓度。如果待测物很小，可以采取竞争的方法实现。
3、分子相互作用模式的研究
我们想知道两分子之间相互作用的比例，结合位点，抗原决定族的位点，都可以用BIA来完成。研究突变后活力大小的变化，研究复合物形成次序等等。
4、蛋白质功能分析
复合物的组装可以看成研究蛋白功能的一个例子。也可以设计其它的一些实验，只要前后芯片表面的质量有
变化就可以利用BIA技术来检测。
图6 蛋白的基团与芯片表面固定
注：蛋白可以通过氨基、醛基、巯基
等基团连接于芯片表面。
科学的药物筛查体系:
①化合物样品：
化合物样品主要有人工合成和从天然产物中分离纯化两个来源。天然产物中分离出的化合物，母核结构和活性基团是长期自然选择形成的，所表现出来的生物活性具有人工合成化合物多不能比拟的优势。
HRBio在药物研发中的服务主要分为两类：一是表征小分子化合物与靶分子结合的特性，确定最佳的候选药物；二是蛋白质药物的研发,充分了解作为获选药物的小分子化合物与靶蛋白的相互作用特征对药物研发至关重要。因为在这个阶段有至少数百个先导药物要研究，快速又全面地决定先导药物是在药物研发过程中尽早选出最有可能成功药物的关键。BIA技术能够为做出关键的决定提供多种参数，提高了药物发现和开发过程中的产量和成本效率。
②分子蛋白水平的特异性体外筛选模型：
分子水平的药物筛选模型是BIA中使用最多的模型。根据生物分子的类型，分子水平的药物筛选模型主要分为受体、酶、蛋白、基因和其他类型的模型，其特点是药物作用靶标明确，应用这些模型可以直接得到药物作用机理的信息。蛋白水平药物筛选模型是观察被筛样品对机体靶蛋白的作用，通过它能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强，还能了解分子的结合过程共有多少个协同者和参与者。其模型是拟设计药物作用的靶蛋白，将这些蛋白与候选化合物相互作用，从而对化合物进行筛选。
③高灵敏度检测系统：
高灵敏度检测、自动化操作及数据库管理都对大量化合物进行快速、高效、低成本、微量化的筛选起着至关重要的作用。
本系统可同时检测动力学（Ka、Kd），亲和力（KD）以及特异性结合，并且可以进行混合物浓度分析，直接检测的最小分子量在200道尔顿，样品量20-30ul。 图7 BIAcore 3000分析仪
④自动化操作系统：
非标记的生物分子相互作用技术，简单的软件操作系统，智能化的辅助程序，以及大量的案例积累，使得实验方案从设计、运行、数据分析到结果更直观、更快速、更简单。
⑤科学的项目管理：
HRBio具有多年药物筛查经验，通过与科研院所、学校 图8 完善的软件操作系统
以及各大药物研究机构的合作，确立了完善的项目管理流程，力求在最短的时间周期内完成低成本、高质量的药物筛查项目。
HRBio愿意分享我们的技术及经验，为祖国的药物研究事业尽一份力。