ហេតុអ្វីបានជាប្រដាប់ផ្ទៃសាកល្បង (Well Plates) គឺជាឧបករណ៍ចាំបាច់សម្រាប់ការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់

នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រជីវិតទំនើប និងការស្វែងរកថ្នាំ សមត្ថភាពក្នុងការដំណាំគំរូរាប់រយ ឬទៅដល់រាប់ពាន់គំរូក្នុងពេលតែមួយ បានក្លាយជាតម្រូវការមូលដ្ឋានមួយ។ ប្រដាប់ប្រដាដែលមានរន្ធច្រើន (well plates) បានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាមូលដ្ឋានដែលអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើបាននូវសមត្ថភាពនេះ ដោយផ្តល់ជាប្រព័ន្ធស្តង់ដារ អាចពង្រីកបាន និងមានប្រសិទ្ធិភាពខ្ពស់សម្រាប់អនុវត្តន៍ពិសោធន៍ជាប៉ារ៉ាឡែល។ ដោយគ្មានឧបករណ៍ដែលត្រូវបានរចនាដោយប្រុងប្រយ័ត្ននេះ ល្បឿននៃការស្រាវជ្រាវថ្នាំ ជេនូមិក និងជីវវិទ្យាសែល នឹងយឺតយ៉ាវយ៉ាងខ្លាំង ហើយថ្លៃដើមនៃការស្វែងរកនឹងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

តួនាទីរបស់ចានកែវមានជាច្រើនផ្នែក (well plates) ក្នុងការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (HTS) មានច្រើនជាងគ្រាន់តែការផ្ទុកគំរូប៉ុណ្ណោះ។ ទម្រង់ចានកែវមានជាច្រើនផ្នែកទាំងនេះត្រូវបានរចនាឡើងយ៉ាងច្បាស់លាស់ដើម្បីគាំទ្រដំណាំស្វ័យប្រវ័ញ្ច (automation) កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់សារធាតុគីមី កាត់បន្ថយការឆ្លងឆ្លងគ្នារវាងគំរូ និងផ្តល់លទ្ធផលដែលអាចធ្វើម្តងទៀតបានយ៉ាងជាក់លាក់ នៅលើការសាកល្បងជាច្រើនពាន់ក្នុងពេលតែមួយ។ ការយល់ដឹងពីហេតុអ្វីបានជាចានកែវមានជាច្រើនផ្នែកទាំងនេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងប៉ុណ្ណោះចំពោះដំណាំ HTS តម្រូវឱ្យយើងសិក្សាអំពីហេតុផលនៃការរចនា ភាពចម្រុះនៃមុខងារ និងតម្រូវការវិទ្យាសាស្ត្រដែលវាត្រូវបានបង្កើតឡើងជាពិសេសដើម្បីបំពេញ។

តួនាទីមូលដ្ឋានរបស់ចានកែវមានជាច្រើនផ្នែកក្នុងការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់

ការស្តង់ដារដែលអនុញ្ញាតឱ្យពង្រីកទំហំ

មូលហេតុចម្បងមួយក្នុងចំណោមមូលហេតុដែលធ្វើឱ្យប្រអប់ផ្ទុកគំរូ (well plates) មានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (high-throughput screening) គឺដោយសារតែការស្តង់ដារនៃវិមាត្ររាងកាយរបស់វាដែលបានកំណត់ជាសកល។ ស្តង់ដារ ANSI/SLAS កំណត់វិមាត្រជាក់លាក់នៃផ្ទៃបាន (footprint dimensions) ចម្ងាយរវាងប្រអប់ផ្ទុកគំរូ (well spacing) និងកម្ពស់ប្រអប់ (plate height) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យប្រអប់ផ្ទុកគំរូអាចភ្ជាប់បានដោយរលូនជាមួយម៉ាស៊ីនដែលគ្រប់គ្រងសារធាតុរាវ (liquid handling robots) ឧបករណ៍អានប្រអប់ (plate readers) ម៉ាស៊ីនធ្វើឱ្យក្តៅ (incubators) និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងការផ្ទុក (storage systems)។ ការស្តង់ដារនេះមានន័យថា ប្រអប់ផ្ទុកគំរូ 96 ប្រអប់ ដែលប្រើនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍មួយ គឺមានសារធាតុរាងកាយ និងមុខងារស៊ីនខ្លួនជាមួយនឹងឧបករណ៍ស្វ័យប្រវ័ត្តិដែលប្រើនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ផ្សេងទៀត នៅគ្រប់ទីកន្លែងនៅទូទាំងពិភពលោក។

សារប្រក្រតីនេះមិនមែនជាប្រក្រតីតូចមួយទេ — វាគឺជាមូលដ្ឋានស្ថាបត្យកម្មសម្រាប់ប្រតិបត្តិការដែលមានសមត្ថភាពផ្ទុកខ្ពស់ណាមួយ។ ប្រសិនបើគ្មានប្រក្រតីស្តង់ដារសម្រាប់ថាសរាងប៉ោង (well plates) នោះ ឧបករណ៍នីមួយៗ ប្រព័ន្ធកម្មវិធី និងវិធីសាស្ត្រនីមួយៗ នឹងត្រូវបានកំណត់ដោយដាច់ដោយឡែកសម្រាប់រាងរបស់វ៉ាសែលនីមួយៗ។ លទ្ធផលគឺនឹងមានប្រសិទ្ធភាពទាបយ៉ាងខ្លាំង អត្រាកំហុសកើនឡើង និងថ្លៃដើមដែលមិនអាចទទួលយកបាន។ ការស្តង់ដារបានបំប្លែងថាសរាងប៉ោងពីគ្រឿងបរិក្ខារសាមញ្ញមួយ ទៅជាប្រក្រតីទូទៅសម្រាប់ការតភ្ជាប់រវាងជីវវិទ្យា និងប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវ័ញ្ច។

នៅក្នុងការអនុវត្ត នេះមានន័យថា ក្រុមស្រាវជ្រាវមួយអាចរៀបចំយុទ្ធនាការស្វែងរក (screening campaign) ទិញថាសរាងប៉ោង កម្មវិធីប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងការចាក់សារធាតុរាវ (liquid handling system) និងអនុវត្តការសាកល្បងរាប់ពាន់ដង ដោយគ្មានការបារម្ភអំពីការមិនឆបគ្នាទៅនឹងរាងរាងកាយសាស្ត្រ។ ថាសនេះគឺជាអ្នកជំនួយដែលមិនឮសំឡេង ដែលធ្វើឱ្យប្រតិបត្តិការទាំងមូលរលូន ហើយតម្លៃរបស់វាត្រូវបានស្គាល់នៅគ្រប់ជំហាននៃដំណាំការ (workflow)។

ការប្រតិបត្តិការស្មុគស្មាញនៃលក្ខខណ្ឌប្រែប្រួល

ការសាកល្បងដែលមានបរិមាណខ្ពស់ (High-throughput screening) គឺផ្អែកលើការសាកល្បងលក្ខខណ្ឌច្រើនៗជាប៉ារ៉ាឡែល ជាជាងការសាកល្បងតាមលំដាប់។ ចានសាកល្បង (Well plates) ធ្វើឱ្យវាអាចទៅរួច ដោយផ្តល់នូវផ្ទៃសាកល្បងដែលមានការបែងចែកច្បាស់លាស់ និងដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដែលរៀបចំជារាងម៉ាទ្រីសដែលមានទំហំតូច។ ឧទាហរណ៍ ចានសាកល្បង 96 រន្ធ (96-well plate) មួយ អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវសាកល្បងសារធាតុ 96 ប្រភេទ កម្រិតសារធាតុ 96 កម្រិត ឬលក្ខខណ្ឌ 96 ប្រភេទ ក្នុងការសាកល្បងតែមួយ។ ចានសាកល្បង 384 រន្ធ (384-well plate) បង្កើនសមត្ថភាពនេះបានបួនដង ហើយចានសាកល្បង 1536 រន្ធ (1536-well format) បង្កើនសមត្ថភាពនេះទៀត។

ការសាកល្បងជាប៉ារ៉ាឡែលនេះហើយដែលបំប្លែងការសាកល្បងពីដំណាំដែលយឺត និងទាមទារធនធានច្រើន ទៅជាដំណាំដែលមានបរិមាណខ្ពស់ពិតប្រាកដ។ ជំន взៈវិញ ការប្រព្រឹត្តិការណ៍មួយក្នុងមួយថ្ងៃ មន្ទីរសាកល្បងដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ (HTS laboratory) ដែលបាន equip យ៉ាងសមស្រប និងប្រើប្រាស់ចានសាកល្បង អាចប្រមូលទិន្នន័យបានរាប់សិបពាន់ចំណុចក្នុងមួយថ្ងៃ សម្រាប់អ្នកស្រាវជ្រាវម្នាក់ៗ។ ការកាត់បន្ថយពេលវេលាដើម្បីទទួលបានទិន្នន័យ មិនមែនគ្រាន់តែជាការកើនឡើងនៃផលិតភាពប៉ុណ្ណោះទេ — វាគឺជាអត្ថប្រយោជន៍ផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រ ដែលជំរុញឱ្យរីប៉ុនរាប់បានលឿនឡើង នៅក្នុងការស្វែងរកសារធាតុដែលអាចប្រើបានក្នុងការស្វែងរកថ្នាំ និងការស្រាវជ្រាវជីវវិទ្យា។

រូបរាងរបស់ចានសាកល្បងក៏គាំទ្រការដាក់បញ្ចូលការត្រួតពិនិត្យវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាននៅក្នុងចាននីមួយៗផងដែរ ដែលធានាថា គ្រប់ការសាកល្បងបានធ្វើឡើងមានចំណុចយោងខាងក្នុងរបស់វាដោយខ្លួនឯង។ ការរចនាបែបនេះប៉ះពាល់ដល់គុណភាពទិន្នន័យ ហើយធ្វើឱ្យកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការកំណត់ភាពខុសគ្នារវាងចាននីមួយៗ ដែលមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់នៅពេលគ្រប់គ្រងឯកសារទិន្នន័យសាកល្បងដែលមានបរិមាណច្រើន។

ទ្រង់ទ្រាយចានសាកល្បង និងអត្ថប្រយោជន៍របស់វាដែលទាក់ទងនឹងការសាកល្បង

ជ្រើសរើសចំនួនរ៉ែសម្រាប់ការសាកល្បងរបស់អ្នក

ចានសាកល្បងមានវត្តមាននៅក្នុងទ្រង់ទ្រាយស្តង់ដារជាច្រើន ដែលទ្រង់ទ្រាយ ៦, ១២, ២៤, ៤៨, ៩៦ និង ៣៨៤ រ៉ែ គឺជាទ្រង់ទ្រាយដែលប្រើប្រាស់ច្រើនបំផុតក្នុងការស្រាវជ្រាវ និងឧស្សាហកម្ម។ ទ្រង់ទ្រាយនីមួយៗផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍ដែលខុសគ្នាអាស្រ័យលើប្រភេទការសាកល្បង ហេដ្ឋារចនាសម្រាប់ស្វ័យប្រវ័ត្តិ និងបរិមាណគំរូដែលកំពុងត្រូវបានដំណាំ។ ការជ្រើសរើសទ្រង់ទ្រាយដែលសមស្របគឺជាការសម្រេចចិត្តដែលមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ ដែលប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើបរិមាណការងារ ប្រសិទ្ធភាពថ្លៃដើម និងគុណភាពទិន្នន័យ។

ប្រអប់ផ្ទៃសាកល្បងដែលមានការរៀបចំតិច (lower-density) ដូចជា ប្រអប់ផ្ទៃសាកល្បង ៦ ផ្ទៃ និង ២៤ ផ្ទៃ ជាទូទៅត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការសាកល្បងដែលត្រូវការចំនួនកោសិកាច្រើនជាង បរិមាណមេឌៀ (media) ច្រើនជាង ឬការចាត់ចែងដោយដៃ។ ប្រអប់ទាំងនេះត្រូវបានប្រើញឹកញាប់ក្នុងការវះកាត់កោសិកា (cell culture) ការពិសោធន៍ផ្ទៈបញ្ជូន (transfection experiments) និងការសាកល្បងដែលត្រូវការការថតរូប (imaging) នៃក្រុមកោសិកាដែលមានទំហំធំ។ បរិមាណផ្ទៃដែលធំជាងនេះអាចទទួលយកវត្ថុជីវៈ (biological materials) បានច្រើនប្រភេទ ដោយគ្មានការទាមទារឱ្យមានការគ្រប់គ្រងសារធាតុរាវដោយភាពច្បាស់លាស់ខ្ពស់ដូចក្នុងការរៀបចំដែលមានការណែនទាន (density) ខ្ពស់។

ផ្ទុយទៅវិញ ប្រអប់ផ្ទៃសាកល្បង ៩៦ ផ្ទៃ និង ៣៨៤ ផ្ទៃ គឺជាប្រអប់ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូទៅក្នុងការសាកល្បងដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ (high-throughput screening) ដែលប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវ័ញ្ញ។ ប្រអប់ផ្ទៃសាកល្បង ៩៦ ផ្ទៃ បានក្លាយជាប្រមាណវិធីស្តង់ដារសកល ដែលឧបករណ៍ និងវិធីសាកល្បង HTS ភាគច្រើនត្រូវបានរៀបចំឱ្យសមស្របជាមួយវា ជាមូលដ្ឋានស្តង់ដារ។ នៅពេលដែលប្រអប់ផ្ទៃសាកល្បង ៩៦ ផ្ទៃ ត្រូវបានប្រើរួមគ្នាជាមួយប៉ាઇបេតច្រើនឆាក់ (multichannel pipettes) ឬប្រព័ន្ធប៉ាន់ប្រាប់ដោយរ៉ូបូត (robotic dispensing systems) បើប្រៀបធៀបទៅនឹងបុគ្គលិកម្នាក់ អាចដំណាំគំរូបានរាប់រយក្នុងមួយម៉ោង ដោយមានភាពត្រឹមត្រូវដែលស្ថិតស្ថេរ។

ការព្យាបាលផ្ទៃ និងសារធាតុសមស្របសម្រាប់ការវះកាត់កោសិកា

មិនមែនគ្រប់ចានសាកល្បងទាំងអស់មានគុណភាពផ្ទៃដូចគ្នាទេ ហើយភាពខុសគ្នានេះមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការអនុវត្តការសាកល្បងជីវវិទ្យា។ ចានសាកល្បងសម្រាប់វប្បធម៌កោសិកាជាទូទៅត្រូវបានផលិតឡើងដោយប្រើផ្ទៃដែលបានឆ្លងកាត់ការព្យាបាលជាមុន ដើម្បីជំរុញឱ្យកោសិកាជាប់ រីករាយ និងចម្លាក់។ ការព្យាបាលផ្ទៃនេះ ដែលជាញឹកញាប់ជាការព្យាបាលដោយប្រើប្រាស់ប្លាស្មា ឬការលាបដោយប្រើប្រូតេអ៊ីននៃម៉ាទ្រីសបារីកោសិកា បំប្លែងផ្ទៃប្លាស្ទិកធម្មតាឱ្យទៅជាផ្ទៃមួយដែលចម្លងលក្ខខណ្ឌការរីកលូតលាស់ដែលកើតឡើងក្នុងរាងកាយ។

សម្រាប់ការសាកល្បងដែលផ្អែកលើកោសិកាក្នុងបរិមាណច្រើន (high-throughput) ដែលគ្របដណ្តប់ចំណែកធំមួយនៅក្នុងយុទ្ធនាការសាកល្បងស្វែងរកថ្នាំសម័យទំនើប ការប្រើប្រាស់ចានសាកល្បងដែលមានផ្ទៃដែលបានព្យាបាលត្រឹមត្រូវមិនមែនជាជម្រើសទេ — វាគឺជាលក្ខខណ្ឌចាំបាច់ដើម្បីបង្កើតទិន្នន័យជីវវិទ្យាដែលមានន័យ។ កោសិកាដែលមិនជាប់បានល្អនឹងបង្ហាញពីរាងរាងកាយមិនធម្មតា ការបញ្ចេញសារធាតុប៉ារ៉ាម៉ែត្រ (gene expression) ប្រែប្រួល និងការឆ្លើយតបទៅនឹងសារធាតុសាកល្បងមិនអាចទុកចិត្តបាន។ គុណភាពនៃផ្ទៃចានសាកល្បងកំណត់ដោយផ្ទាល់លើគុណភាពនៃសញ្ញាជីវវិទ្យាដែលកំពុងត្រូវបានវាស់។

ចានស្តង់ដារដែលបានធ្វើការបណ្តុះក្នុងវប្បធម៌សាច់ដុំត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសដើម្បីគាំទ្រខ្សែកោសិកាសាច់ដុំក្រោមលក្ខខណ្ឌបណ្តុះធម្មតា។ លក្ខណៈផ្ទៃដែលមានស្ថេរភាពជាប់គ្នានេះធានាថា ប៉ាក់ស្តង់ដារដែលមានការធ្វើម្តងទៀតនៅក្នុងចានស្កេននឹងប្រព្រិបារដូចគ្នាទាំងអស់ ដែលជួយថយចុះភាពខុសគ្នារវាងប៉ាក់នីមួយៗ និងបង្កើនឥទ្ធិពលស្ថិតិនៃការសាកល្បង។ ភាពអាចធ្វើម្តងទៀតបាននេះគឺជាមូលហេតុសំខាន់មួយក្នុងចំណោមមូលហេតុសំខាន់ៗ ដែលធ្វើឱ្យចានស្តង់ដារដែលរចនាសម្រាប់ការបណ្តុះសាច់ដុំត្រូវបានប្រើប្រាស់ច្រើនជាងគ្រឿងបរិក្ខារប្រវែងទូទៅនៅក្នុងបរិស្ថាន HTS។

សាក្សមភាពចំពោះស្វ័យប្រវេសន៍ និងការបញ្ចូលចូលក្នុងលំហូរការងារ

របៀបដែលចានស្តង់ដារធ្វើឱ្យការចាត់ចែងសារធាតុរាវដោយម៉ាស៊ីនបានអាចអនុវត្តបាន

ទំនាក់ទំនងរវាងចានសាកល្បង (well plates) និងស្វ័យប្រវេសន៍មន្ទីរពិសោធន៍គឺជាទំនាក់ទំនងដែលពឹងផ្អែកគ្នាយ៉ាងជ្រៅ។ មជ្ឈមណ្ឌល HTS ទំនើបទាំងអស់ពឹងផ្អែកលើប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវេសន៍ដែលគ្រប់គ្រងសារធាតុរាវដើម្បីចាក់សារធាតុប្រតិកម្ម សារធាតុគីមី និងសារធាតុជីវសាស្ត្រចូលទៅក្នុងប៉ះពាល់នីមួយៗដោយបរិមាណចាប់ពីណាណូលីត្រ ដល់មីក្រូលីត្រ ដោយភាពច្បាស់លាស់ និងល្បឿនខ្ពស់។ ម៉ាស៊ីនប៉ាន់ស្មារទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ឱ្យសម្របសម្រួលជាមួយចានសាកល្បងដែលមានរាងរាងធរណីមាត្រច្បាស់លាស់ ហើយភាពស៊ីស្ម័រនៃវិមាត្ររាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរាងរ...... នៅលើចានសាកល្បង។

នៅពេលដែលចានសាកល្បងត្រូវបានប្រើជាមួយប្រព័ន្ធចាក់សារធាតុស្វ័យប្រវេសន៍ ហានិភ័យនៃកំហុសក្នុងការប្រើប្រាស់ប៉ាઇបេត (pipetting) ដោយមនុស្សត្រូវបានគ្រប់គ្រងបានជាក់ស្តែង។ ប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវេសន៍អាចសម្រេចបាននូវតម្លៃសមាមាត្រប៉ះពាល់ (coefficient of variation) ទាបជាង ៥% សម្រាប់ការចាក់សារធាតុទាំងមូលលើចានមួយ ដែលជាដំណាំនៃភាពស៊ីស្ម័រដែលគ្មានអ្នកណាអាចសម្រេចបានដោយដៃ នៅលើគំរូច្រើនរយ។ ភាពច្បាស់លាស់នេះគឺសំខាន់ណាស់ក្នុងការធ្វើតេស្តប្រតិកម្មតាមកម្រិតដែលបានផ្តល់ (dose-response assays) ដែលភាពខុសគ្នាតូចៗនៅក្នុងកម្រិតសារធាតុគីមីអាចបណ្តាលឱ្យមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងលើលទ្ធផលជីវសាស្ត្រដែលបានវាស់បាន។

លើសពីនេះទៀត ឧបករណ៍ដែលគ្រប់គ្រងផ្ទៃប៉ាត (plate handlers) ដែលប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវ័ញ្ច អាចផ្លាស់ទីផ្ទៃប៉ាតទៅរវាងឧបករណ៍ផ្សេងៗគ្នា — ពីឧបករណ៍ចែកចាយសារធាតុរាវ (liquid handler) ទៅកាន់ឧបករណ៍ធ្វើឱ្យក្តៅ (incubator) ហើយទៅកាន់ឧបករណ៍អានផ្ទៃប៉ាត (plate reader) — ដោយគ្មានការចូលរួមពីមនុស្ស ដែលជួយកាត់បន្ថយទាំងពេលវេលាដែលត្រូវការសម្រាប់ការធ្វើតេស្តនីមួយៗ និងហានិភ័យនៃការច្រឡំគំរូ ឬការឆ្លង។ ផ្ទៃប៉ាតគឺជាឧបករណ៍រូបវ័ន្តដែលធ្វើដំណើរតាមដំណាំស្វ័យប្រវ័ញ្ច ដែលដឹកជញ្ជូនគំរូ និងរក្សាប៉ារ៉ាម៉ែត្រទីតាំងរបស់វាឲ្យមានស្ថេរភាពនៅគ្រប់ជំហាន។

ការបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធស្វែងរក និងប្រព័ន្ធបង្ហាញរូបភាព

ផ្ទៃប៉ាតក៏ត្រូវបានរចនាឡើងឱ្យស៊ីគ្នាដោយផ្ទាល់ជាមួយឧបករណ៍ស្វែងរកជាច្រើនប្រភេទ រួមទាំងឧបករណ៍អានផ្ទៃប៉ាតដែលប្រើប្រាស់ពន្លឺរ៉ាស្មី (fluorescence plate readers) ឧបករណ៍អានពន្លឺរ៉ាស្មី (luminescence readers) ឧបករណ៍អានការស្រូបយកពន្លឺ (absorbance readers) និងប្រព័ន្ធបង្ហាញរូបភាពដែលមានសារៈសំខាន់ខ្ពស់ (high-content imaging systems)។ លក្ខណៈ quang học របស់សម្ភារៈផ្ទៃប៉ាត — ទោះបីជាវាមានពណ៌ស្រាល ស្លាប់ ឬខ្មៅ — ត្រូវបានជ្រើសរើសដោយផ្អែកលើប្រភេទការស្វែងរកដែលកំពុងប្រើប្រាស់។ ផ្ទៃប៉ាតពណ៌ស្រាលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការស្រូបយកពន្លឺ និងការបង្ហាញរូបភាពដែលប្រើពន្លឺឆ្លងកាត់ ផ្ទៃប៉ាតពណ៌ស្លាប់បង្កើនសញ្ញារ៉ាស្មីឱ្យបានច្រើនបំផុត ហើយផ្ទៃប៉ាតពណ៌ខ្មៅបន្ថយសញ្ញារ៉ាស្មីផ្ទៃខាងក្រោយឱ្យបានតិចបំផុត។

វិស្វកម្មប៉ារីសាស្ត្រនេះមិនមែនជាការចៃដន្យទេ — វាជាលក្ខណៈរចនាដែលបានគិតចេញយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន ដើម្បីធានាថា ប្លាទីនស្តង់ដារ (well plates) ដំណាំបានល្អបំផុតក្នុងដំណាំការស្វែងរកជាក់លាក់។ ការប្រើប្រាស់ប្លាទីនស្តង់ដារមិនត្រឹមត្រូវសម្រាប់ការសាកល្បងជាក់លាក់មួយ អាចបន្ថយសមាមាត្រសញ្ញាទៅជាសំឡេង (signal-to-noise ratio) យ៉ាងខ្លាំង ដែលនាំឱនទៅរកការរកឃើញការវិភាគខុស (false negatives) ឬទិន្នន័យដែលមិនអាចទុកចិត្តបាន។ ដូច្នេះហើយ អ្នកស្រាវជ្រាវដែលធ្វើការក្នុងបរិស្ថាន HTS ត្រូវជ្រើសរើសប្លាទីនស្តង់ដារមិនគ្រាន់តែដោយចំនួនស្តង់ដារ (well count) ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងត្រូវផ្អែកលើសារធាតុប៉ារីសាស្ត្រ សារធាតុគីមី និងសារធាតុជីវសាស្ត្ររបស់វា ដែលស័ក្តិសមជាមួយប្រព័ន្ធសាកល្បងទាំងមូល។

ការថតរូបដែលមានគុណភាពខ្ពស់ (High-content imaging) ដែលថតរូបរាងរាងកាយរបស់កោសិកាដែលមានលម្អិតពីស្តង់ដាររាប់ពាន់ក្នុងមួយដង ដាក់ទុកនូវតម្រូវការដែលមានភាពតឹងរឹងជាពិសេសលើប្លាទីនស្តង់ដារ។ ផ្នែកខាងក្រោមនៃប្លាទីនត្រូវតែមានភាពច្បាស់លាស់ប៉ារីសាស្ត្រ និងមានភាពរាបស្មើយ៉ាងត្រឹមត្រូវ ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្តោតសំខាន់បានស្មើគ្នាទូទាំងវាលថតរូប។ ប្លាទីនស្តង់ដារសម្រាប់ថតរូបជាពិសេស ជាញឹកញាប់មានផ្នែកខាងក្រោមដែលផ្សំពីការ៉េ ឬប៉ូលីម័រដែលមានគុណភាពប៉ារីសាស្ត្រ ដើម្បីបំពេញតម្រូវការទាំងនេះ ហើយសារធាតុស័ក្តិសមរបស់វាជាមួយជំរុះថតរូបស្វ័យប្រវ័ត្តិគឺជាការចាំបាច់សម្រាប់ដំណាំបានការសាកល្បងរូបរាង (phenotypic screens) ដែលមានស្ថានភាពធំទូទាំង។

ប្រសិទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ច និងវិទ្យាសាស្ត្រនៃប្លាក់ត្បូល (Well Plates) ក្នុងការរកឃើញថ្នាំ

កាត់បន្ថយថ្លៃដើមសារធាតុគីមីដោយមិនប៉ះពាល់ដល់គុណភាពទិន្នន័យ

មូលហេតុសេដ្ឋកិច្ចដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតមួយសម្រាប់ការប្រើប្លាក់ត្បូល (well plates) ក្នុងការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (high-throughput screening) គឺការកាត់បន្ថយដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃថ្លៃដើមសារធាតុគីមីក្នុងមួយគំរូ នៅពេលដែលសារធាតុត្រូវបានដាក់ចូលក្នុងប្លាក់ត្បូលកាន់តែច្រើន។ ការផ្លាស់ប្តូរពីទ្រាប់ប្លាក់ត្បូល 96 រន្ធ ទៅទ្រាប់ប្លាក់ត្បូល 384 រន្ធ ធ្វើឱ្យបរិមាណសារធាតុដែលប្រើបានក្នុងមួយរន្ធ ថយចុះពីប្រហែល ១០០–២០០ មីក្រូលីត្រ ទៅ ២៥–៥០ មីក្រូលីត្រ ហើយទ្រាប់ប្លាក់ត្បូល ១៥៣៦ រន្ធ ដំណើរការនៅបរិមាណសារធាតុតិចបំផុត ១–១០ មីក្រូលីត្រ។ ការធ្វើឱ្យមានទំហំតូចជាងមុននេះ បានកាត់បន្ថយដោយផ្ទាល់នូវបរិមាណសារធាតុគីមីដែលថ្លៃ មេឌៀកែលសម្រាប់វប្បធម៌កោសិកា (cell culture media) និងសារធាតុសាកល្បង (test compounds) ដែលត្រូវការសម្រាប់គ្រប់ចំណុចទិន្នន័យមួយៗ។

ក្នុងការស្វែងរកថ្នាំ ដែលបណ្ណាល័យសារធាតុគីមីអាចមានសារធាតុគីមីរាប់សែនប្រភេទ ហើយសារធាតុនីមួយៗអាចមានចំនួនតិចតួចប៉ុណ្ណោះ សមត្ថភាពក្នុងការធ្វើការសាកល្បងនៅក្នុងបរិមាណតិច មិនត្រឹមតែមានប្រសិទ្ធភាពផ្នែកសេដ្ឋកិច្ចប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ចាំបាច់ផ្នែកប្រតិបត្តិការផងដែរ។ ប្រអប់សាកល្បងដែលមានស្តង់ដារខ្ពស់អនុញ្ញាតឱ្យក្រុមស្រាវជ្រាវធ្វើការសាកល្បងសារធាតុគីមីទាំងអស់របស់ពួកគេច្រើនដងដោយគ្មានការស្រាប់សារធាតុទាំងអស់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើការធ្វើសាកល្បងឡើងវិញ និងការធ្វើសាកល្បងប៉ះគ្នាដែលពង្រឹងភាពអាចទុកចិត្តបាននៃការកំណត់សារធាតុដែលមានសក្តានុពល (hit identification)។

ការសន្សំសាច់ប្រាក់សរុបដែលបានមកពីការប្រើប្រាស់ប្រអប់សាកល្បងដែលសមស្រប ក្នុងការសាកល្បងដែលធ្វើឡើងយ៉ាងធំ អាចឈានដល់រាប់សែនដុល្លារ ដែលធ្វើឱ្យការជ្រើសរើសទ្រង់ទ្រាយប្រអប់សាកល្បងក្លាយជាកត្តាសំខាន់មួយចំពោះសេដ្ឋកិច្ចសរុបនៃកម្មវិធីស្វែងរកថ្នាំ។ នេះគឺជាមូលហេតុមួយដែលក្រុមហ៊ុនថ្នាំ និងអង្គការស្រាវជ្រាវតាមកិច្ចសន្យា វិនិយោគយ៉ាងខ្លាំងលើការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទ្រង់ទ្រាយប្រអប់សាកល្បង និងយុទ្ធសាស្ត្រកាត់បន្ថយទំហំការសាកល្បង។

ភាពអាចធ្វើម្តងទៀតបាន និងភាពសុក្រិតនៃទិន្នន័យក្នុងការសាកល្បងយ៉ាងធំ

ការធ្វើឡើងវិញបានគឺជាមូលដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រនៃការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (high-throughput screening) ហើយចានសាកល្បង (well plates) គឺជាផ្នែកសំខាន់បំផុតក្នុងការសម្រេចបាននេះ។ ដោយសារតែរាល់ប៉ោង (well) នៅក្នុងចានត្រូវបានផលិតឡើងដោយមានទំហំ ការព្យាបាលផ្ទៃ និងលក្ខណៈសម្ភារៈដូចគ្នាទាំងអស់ លក្ខខណ្ឌនៃការសាកល្បងនៅក្នុងរាល់ប៉ោងមួយៗគឺដូចគ្នាប៉ុន្មានដែលអាចធ្វើទៅបានតាមរូបវិទ្យា។ ភាពស្មើគ្នានេះហើយដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវបកស្រាយភាពខុសគ្នានៃសញ្ញាការសាកល្បងថា បណ្តាលមកពីអថេរជីវសាស្ត្រដែលកំពុងត្រូវបានសាកល្បង ជាជាងការប្រែប្រួលដែលកើតឡើងដោយសារតែខ្លួនវានៃចានសាកល្បង។

ដូច្នេះ ភាពស្ថិរស្ថេររវាងចំនួនផលិត (lot-to-lot consistency) ក្នុងការផលិតចានសាកល្បងគឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រគុណភាពសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការអនុវត្តន៍ HTS។ ក្រុមស្រាវជ្រាវដែលអនុវត្តការសាកល្បងជាបន្តបន្ទាប់ជារៀងរាល់ឆ្នាំ ជាញឹកញាប់បានកក់ចានសាកល្បងពីចំនួនផលិតតែមួយ (single manufacturing lot) ដើម្បីប៉ះទង្គិចនូវគ្រាប់ចំណុចអាចកើតមាននៃភាពខុសគ្នារវាងចំនួនផលិត (batch-to-batch variability) ដែលបណ្តាលមកពីការព្យាបាលផ្ទៃ ភាពច្បាស់លាស់នៃពន្លឺ ឬសមាសភាពសម្ភារៈ។ កម្រិតនៃការយកចិត្តទុកដាក់លើគុណភាពនេះបង្ហាញពីការប្រកបដោយភាពរស្មីស្មាញយ៉ាងខ្លាំងរបស់ការសាកល្បង HTS សម័យទំនើប ចំពោះការផ្លាស់ប្តូរតូចៗណាមួយនៅក្នុងបរិស្ថានរូបវិទ្យារបស់វា។

នៅពេលដែលប្លាទីសម្រាប់ធ្វើតេស្តផ្តល់នូវសម្មតិការដែលមានស្ថេរភាព និងអាចធ្វើការធ្វើម្តងទៀតបានយ៉ាងជាក់លាក់ នៅលើប្រហែលជាទីតាំងរាប់ពាន់ និងប្លាទីសរាប់រយ សេចក្តីជឿទុកចិត្តផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រលើទិន្នន័យដែលបានទទួលបាននឹងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ សេចក្តីជឿទុកចិត្តនេះគឺជាអ្វីដែលអនុញ្ញាតឱ្យក្រុមស្រាវជ្រាវសម្រេចចិត្តថា «បន្ត» ឬ «មិនបន្ត» លើអ្នកបេក្ខជនថ្នាំ ដែលផ្អែកលើទិន្នន័យ HTS ហើយវាក៏ជាមូលដ្ឋាននៃតម្លៃសរុបទាំងមូលនៃការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (high-throughput screening) ជាជំរើសមួយសម្រាប់ការស្វែងរកថ្មីៗ។

សំណួរញឹកញាប់

តើអ្វីជាហេតុដែលប្លាទីសសម្រាប់ធ្វើតេស្ត (well plates) មានសមត្ថភាពសមស្របជាងគេសម្រាប់ការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ប្រៀបធៀបទៅនឹងគ្រឿងបរិក្ខារបន្ថែមផ្សេងៗទៀតក្នុងប្រព័ន្ធសាកល្បង?

ប៉ាត់សាកល្បងត្រូវបានរចនាឡើងដោយមានទំហំស្តង់ដារ ទ្រង់ទ្រាយច្រើនជួរ (multi-well formats) និងរាងសមស្របសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាមួយប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវ័ញ្ច ដែលគ្មានគ្រឿងបរិក្ខារផ្សេងៗណាមួយទេដែលអាចផ្តល់បាន។ ការរៀបចំរាងរបស់វាអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើពិសោធន៍បានរាប់រយ ឬរាប់ពាន់ក្នុងពេលតែមួយ នៅលើផ្ទៃតូចៗ ហើយដោយសារវាអាចប្រើបានជាមួយឧបករណ៍ចាក់សារធាតុដោយស្វ័យប្រវ័ញ្ច ម៉ាស៊ីនអានប៉ាត់ និងម៉ាស៊ីនធ្វើឱ្យក្តៅ វាជាជម្រើសដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ដំណាំដែលត្រូវការស្វ័យប្រវ័ញ្ច និងបរិមាណខ្ពស់។ គ្រឿងបរិក្ខារផ្សេងៗទៀតដូចជា ដប ឬប៉ាត់បើក ត្រូវការការចាប់ផ្តើមដោយដៃ ហើយមិនអាចដំណាំបានជាប៉ារ៉ាឡែលនៅក្នុងស្ថានភាពដែលប៉ាត់សាកល្បងអាចធ្វើបានទេ។

តើខ្ញុំគួរជ្រើសរើសប៉ាត់សាកល្បង 96 ជួរ ឬប៉ាត់សាកល្បង 384 ជួរ សម្រាប់ការសាកល្បងរបស់ខ្ញុំ?

ការជ្រើសរើសអាស្រ័យលើតម្រូវការបរិមាណការវិភាគជាមូល ការអាចរកបាននៃឧបករណ៍ដែលអាចគ្រប់គ្រងសារធាតុរាវដោយស្វ័យប្រវេសន៍ ដែលអាចដំណាំបាននៅបរិមាណទាប និងចំនួនគំរូសរុបដែលត្រូវធ្វើការសាកល្បង។ ប្រអប់ផ្ទៃ ៩៦ រន្ធ មានភាពអត់ធានាជាងសម្រាប់ដំណាំដោយដៃ ឬដំណាំការដែលមានការគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវេសន៍ផ្នែកមួយ ហើយអាចទទួលបានបរិមាណគំរូធំជាង ដែលធ្វើឱ្យវាសាកសមសម្រាប់ការវិភាគដែលត្រូវការសារធាតុជីវៈច្រើនជាង។ ប្រអប់ផ្ទៃ ៣៨៤ រន្ធ ផ្តល់នូវសមត្ថភាពប្រតិបត្តិការបើកចំហរបានបួនដងក្នុងមួយដងដំណាំ ប៉ុន្តែទាមទារការចាក់សារធាតុដោយម៉ាស៊ីនប៉ះពាល់ដែលមានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់នៅបរិមាណទាប ហើយសាកសមជាងសម្រាប់បរិស្ថាន HTS ដែលគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវេសន៍ទាំងស្រុង ដែលការកាត់បន្ថយថ្លៃសារធាតុក៏ជាបញ្ហាសំខាន់មួយដែរ។

ហេតុអ្វីបានជាការព្យាបាលផ្ទៃមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងប្រអប់ផ្ទៃសម្រាប់វប្បធម៌កោសិកាដែលប្រើសម្រាប់ការសាកល្បង?

ការព្យាបាលផ្ទៃនៅលើចានវប្បធម៌កោសិកាកំណត់ថា តើកោសិកាអាចជាប់ទៅនឹងផ្ទៃប្លាស្ទិក រាយបាយលើផ្ទៃ និងចម្រើនលើផ្ទៃបានល្អប៉ុណ្ណា។ ប្រសិនបើគ្មានការព្យាបាលដែលសមស្រប កោសិកាជាច្រើនប្រភេទរបស់សត្វកំពូលនឹងមិនអាចជាប់បានត្រឹមត្រូវ ដែលនាំឱ្យសុខភាពកោសិកាមិនល្អ ជីវវិទ្យាមិនធម្មតា និងសញ្ញាប៉ាន់ស្មានមិនអាចទុកចិត្តបាន។ ចានវប្បធម៌សាច់ដុំដែលបានព្យាបាលតាមវិធីសាស្ត្រវប្បធម៌សាច់ដុំ មានគុណសម្បត្តិផ្ទៃដែលបានកែប្រែ ដើម្បីចម្លងសារធាតុដែលមាននៅក្នុងរាងកាយ ដែលធានាថា កោសិកាមានឥរិយាបថធម្មតាជាប់គ្រប់ពេលក្នុងការសាកល្បង ហើយលទ្ធផលសាកល្បងឆ្លុះបញ្ចាំងពីប្រតិកម្មជីវវិទ្យាដែលពិតប្រាកដ ជាជាងការបង្ហាញដែលកើតឡើងដោយសារលក្ខខណ្ឌវប្បធម៌កោសិកាមិនល្អ។

តើចានវប្បធម៌អាចប្រើម្តងទៀតបានឬទេ ក្នុងការសាកល្បងច្រើនដង?

នៅក្នុងការសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ភាគច្រើន ប្រអប់ផ្ទុកគំរូ (well plates) ត្រូវបានប្រើជាឧបករណ៍ប្រើបានតែមួយដង ជាជាងការប្រើម្តងទៀត។ នេះគឺដោយសារការប្រើម្តងទៀតនាំមកនូវគ្រោះថ្នាក់នៃការឆ្លងឆ្លងគ្នារវាងការសាកល្បងផ្សេងៗគ្នា ការធ្លាក់ចុះគុណភាពនៃការព្យាបាលផ្ទៃដែលប៉ះពាល់ដល់ឥរិយាបថរបស់កោសិកា សារធាតុដែលនៅសល់បន្ទាប់ពីការសាកល្បងមុន ដែលប៉ះពាល់ដល់លទ្ធផល និងការខូចខាតផ្នែករូបកាយដែលប៉ះពាល់ដល់សារធាតុស៊ីនគ្រឿងបរិក្ខារស្វ័យប្រវ័ត្តិ។ ការប្រើប្រាស់ប្រអប់ផ្ទុកគំរូ (well plates) ដែលប្រើបានតែមួយដង ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវិធីសាស្ត្រល្អបំផុតក្នុងបរិស្ថានសាកល្បងដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (HTS) ដែលសារៈសំខាន់បំផុតគឺសារៈសំខាន់នៃភាពត្រឹមត្រូវនៃទិន្នន័យ និងភាពអាចធ្វើម្តងទៀតបាន ហើយតម្លៃក្នុងមួយប្រអប់ជាទូទៅមានហេតុផលគ្រប់គ្រាន់ដោយសារតម្លៃនៃទិន្នន័យដែលបានបង្កើតឡើង។