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Ziel der Core Facility Compound Mangement ist die Herstellung von Screening-Platten für das Primärscreening in der Screening Unit, die Erstellung von Hitpicking-Platten zur Durchführung konzentrationsabhängiger Validierungen von Primärhits, die QC-Kontrollen dieser Hits und die Unterstützung der Nutzer bei der Priorisierung ihrer Hitlisten.
Die Aufgabe des Compound Managements ist die Anfertigung von Screening Platten für die Screening Unit und die Bereitstellung von Hitpicking Platten für die konzentrationsabhängige Validierung der Hits. Wir führen die Reinheitskontrolle per LC-MS durch und helfen dem Nutzer bei der Priorisierung der Hitlisten. Die Bibliothek enthält 80.000 Substanzen, davon sind 40.000 kommerziell erworben, 10.000 aus der Akadmie eingesammelt und weitere 30.0000 Substanzen aus einer Naturstoffbibliothek abgeleitet.
Das Compound Management am FMP wurde im Jahre 2010 aufgebaut, um akademischen Arbeitsgruppen den Zugang zu einem vollautomatisierten Substanzlager für Hochdurchsatz Screeing Projekte zu ermöglichen. Zunächst war es Bestandteil der Screening Unit und der Arbeitsgruppe Medizinische Chemie bevor es im Januar 2020 als Technologieplattform eigenständig wurde. In den letzten Jahren ist das System aus Pipettierroboter und Substanzlager immer wieder modernisiert worden. Zunächst lagerten die Substanzen in einem REMP Store mit einer Kapazität von 37.000 Substanzen. Aufgrund der stetig wachsenden Substanzbibliothek wurde ein neues, vollautomatisiertes Lager von der Firma LICONiC AG, der KIWI Store, mit einer Kapazität von 110.000 Substanzen angeschafft. Heute besteht die Bibliothek aus über 80.000 strukturell sehr diverser Substanzen. Neben einer großen Anzahl von Fragmenten und bioaktiven Substanzen beinhaltet sie 10.000 akademische Substanzen, die sich aus einer Vielzahl von verschiedenen organisch-chemischen Arbeitsgruppen zusammensetzen. Weiterhin sind über die enge Kooperation mit der Analyticon Discovery GmbH 30.000 Naturstoff-abgeleitete Substanzen dazugekommen.
Seit 2019 sind die Labore des FMP Compound Managements und der europäischen Initiative EU-OPENSCREEN ERIC eng benachbart, so dass sich durch diesen Austausch vorteilhafte Synergien ergeben. Beide Technologieplattformen bleiben jedoch operativ unabhängig voneinander. Die Aufgabe des Compound Managements ist es, in enger Abstimmung mit der Screening Unit Substanzplatten für das Hochdurchsatz Screenig zur Verfügung zu stellen. Zudem werden Platten für das nachfolgende Hitpicking zur Validierung der Hits aus dem Primärscreen bereitgestellt und die Hits auf ihre Reinheit mittels LC-MS geprüft. Zusätzlich leistet das Compound Management in den Screening Projekten durch die Unterstützung der biophysikalischen Profilierung der Substanzbibliothek wertvolle Beiträge zur Priorisierung der Hitlisten.
Der KIWI Store von der LICONiC AG bietet die vollautomatisierte Lagerung sowie die Ein- bzw. Auslagerung von Substanzen mit 220.000 Tubes, die sich in 96-iger REMP Racks befinden. Diese Tubes enthalten jeweils in Kopie 200 µl einer 10 mM DMSO Lösung. Die Tubes können anhand ihres 2D- Barcodes am Boden und ihrer Position in den 1D-barkodierten REMP Racks eindeutig identifiziert werden. Die Zusammenstellung von individuellen Racks mit einer vordefinierten Anzahl von Tubes lässt sich durch eine Übertragung der Tubes über einen einfachen, mechanischen Druck von oben aus den Quellrack in die Zielracks durchführen. Die Lagerung der Tubes bei -20°C und geringer Luftfeuchtigkeit mit dichten Caps verhindert sowohl die oxidative Zersetzung als auch die Aufnahme von Wasser durch das hygroskopische DMSO. Die LICONiC Software ermöglicht es, die Tubes jederzeit zu lokalisieren und Teilbibliotheken aus den Tubes anzufertigen. Zudem können über Hitlisten die Substanzen im Lager zusammengestellt und über die Transferstation automatisch an den Pipettierroboter der Firma Tecan übergeben werden. Nach der Prozessierung werden die Tubes mit der restlichen Menge wieder zurück in das Lager transferiert und dort an die vorherige Position zurückgestellt. Martin Neuenschwander hat zwischen dem Datei-basierten Pipettierroboter und der relationalen Datenbank des KIWI stores eine Schnittstelle mittels visual basic programmiert, die den Austausch von Informationen zwischen beiden Softwaresystemen sicherstellt. Zudem können über den Pipettierroboter Listen zur Herstellung von 10 mM DMSO-Lösung erstellt werden, die vordefinierte Volumina in Glasvials pipettiert, um den eingewogenen Feststoff zu lösen. Nachfolgend werden die 10 mM DMSO-Lösungen auf zwei Kopien der REMP Racks verteilt.
Freedom evo pipetting system:
Freedom evo pipetting system:
Photos taken by Katy Franke
Das Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) gehört zum Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB), einem Zusammenschluss von sieben natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft.
Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie im Forschungsverbund Berlin e.V. (FMP)
Campus Berlin-Buch
Robert-Roessle-Str. 10
13125 Berlin, Deutschland
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