2023年药物研发自动化实验室行业发展报告

Insilico Medicine 药物研发自动化实验室 行业发展报告 2023年 免责声明 本报告基于亿欧智库及英矽智能科技（上海）有限公司及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料，反映了研究人员的研究观点，结论不受任何第三方的授意或影响。但本公司对这些信息的真实性、准确性、可靠性和完整性不作任何保证，且本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布之前的判断，可能会随时调整。本公司可在不发出通知的情形下对本报告所含信息做出修改，读者应当自行关注相应的更新或修改。 本报告所有的信息或观点仅作为读者的参考，不构成任何投资、法律、会计或税务的建议，也不构成任何广告或要约。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的内容所引致的损失承担任何责任。本公司及其本公司的关联方或个人可能在本报告公开发布之前已经使用或了解其中的信息。 本报告相关的知识产权归亿欧智库及英矽智能科技（上海）有限公司所有。未经本 公司事先书面授权任何人不得对本报告进行任何形式的翻版、发布或复制。如需 "2023年药物研发自动化实验室行业发展报告”名称，且不得对本报告进行有悸原 意的删节或修改。如需联系本公司，请联系：hezuo@iyiou.com或BD@insilico.al。 亿欧智库 英矽智能科技（上海）有限公司 2023年11月 1 药物研发与自动化实验室的发展背景 1.1药物研发、自动化实验室的发展背景 1.2自动化实验室全面赋能药物研发 21-6代自动化实验室赋能药物研发 目录2.11-6代自动化实验室的发展历程 2.2自动化实验室在药物研发领域的典型应用案例 CONTENTS 自动化实验室在药物研发领域的解决方案 3.1自动化实验室在药物研发领域的核心技术 3.2自动化实验室在药物研发领域的关键设备及方案 自动化实验室在药物研发领域的展望 4.1自动化实验室在药物研发领域的发展趋势 4.2自动化实验室在药物研发领域的未来落地场景 2 1药物研发与自动化实验室1.1药物研发、自动化实验室的发展背景 的发展背景 1.1药物研发、自动化实验室1.1.1药物研发的关键时期及驱动因素 的发展背景 1.1.1药物研发主点发展时期纵观药物研发历史长河，20世纪30年代到60年代是全球药物研发的黄金时代。 及驱动因素挖掘在这段时间中，全球科学家发现了大量药物，包括合成维生素、磺胺类药物、抗 1.1.2全球药物研发及自动化生素、激素（甲状腺素，催产素，可的松类药物等）、抗精神病药物、抗组胺药 实验室发展的时间线关系 1.1.3药物研发及自动化实验 物、新疫苗等等，其中有很多是全新的药物。在这期间，很多过去无法治疗的疾 室发展的技术线关系病，如肺结核、白喉、肺炎都得到了治愈，成为人类疾病治疗史上的首次突破。 1.1.4自动化实验室发展里程亿欧智库进一步挖掘，发现在当时的全球历史环境中，有几个重要因素，驱动了 碑事件及其驱动因素20世纪30年代到60年代药物研发快速发展。1.2自动化实验室全面赋能药 物研发原固1：战争加速了药物研发进程 1.2.1自动化实验室加速药物 基础研发进程 为了能够降低战场上人员伤亡情况，在战场上得到更有利的战势，部分药物研发 1.2.2自动化实验室节省药物项目得到了政府大量资助，尤其是在抗生素及提高战斗力方面的药物，例如：抗 基础研发费用症疾药物，可的松（可以使飞机上的人员在高空时没有暂时性眩晕现象）以及青 1.2.3自动化实验室提高药物霉素。值得注意的是，有11家美国药厂参与青霉素研发工作，这项工作由战时 研发的准确性和成功率生产部直接领导。由此可见，战争直接促使相关药物研发进展。据公开数据显示， 1.2.4自动化实验室为制药企在三次世界大战后美国成为了世界制药工业的领军者：到1940年代未，美国 业在药物研发阶段提供降本增效 的工具生产了世界近乎一半的药品量。 1.2.5未来自动化实验室在药原因2：药物安全性受到惠视 物研发中将由A赋能创造新价值 21-6代自动化实验室赋能尽管迎来了大量药物上市，但如何正确使用药物，并保证药物安全，在这个阶段药物研发并未受到重视。1937年，美国发生了磺胺药恶性事件，导致100多人死亡（多2.11-6代自动化实验室的发展数是儿童），由此促使美国药品管理部门意识到药品安全性在法规上的缺失，让 历程 2.2自动化实验室在药物研发 美国《食品药品化妆品法》在次年（1938年）快速通过。法规要求官员审查临 领域的典型应用案例床前试验数据和临床试验数据，有权要求申请者增加试验项目，有权拒绝批准上 3自动化实验室在药物研发市。美国因此成为全球在药物安全性管理方面最先进的国家之一。 领域的解决方案 3.1自动化实验室在药物研发 领减的核心技术 3.2自动化实验室在药物研发领域的关键设备及方案4自动化实验室在药物研发 领域的展望 4.1自动化实验室在药物研发 领域的发展趋势 4.2自动化实验室在药物研发 领域的未来落地场景 3敏照来源：公开密料、亿取智库 1药物研发与自动化实验室原因3：药品研发市场投资增加，利润回报增加，形成良性循环的发展背景 1.1药物研发、自动化实验室从20世纪30年代到60年代，全球投资机构开始关注药品领域，美国、欧洲、日 的发展背景本相关制药企业得到迅速壮大。药物研发是非常专业的领域，需要产业各方共同 1.1.1药物研发重点发展时期努力，才能够实现药物从立项到上市的完整阶价段。因此产业界与学术界的合作 及驱动因素挖掘进一步加强：随看技术提升药物研发的工具和方法也得到了改善：各方面因素共 1.1.2全球药物研发及自动化同促使药品市场利润回报率持续上升，进一步推动制药企业更重视科研工作，并 实验室发展的时间线关系 1.1.3药物研发及自动化实验 开始建立专门的科研实验区。为提高科研实验的效率和成功率，机械臂及可清洗 室发展的技术线关系移液通道的自动液体处理机开始逐步在实验中进行应用，简易自动化实验室概念 1.1.4自动化实验室发展里程初步登上历史舞台。 碑事件及其驱动因素 1.2自动化实验室全面赋能药 原因4：化学分析仪器和分析技术发展，科学解释生物学底层逻辑 物研发药物研发是一个复杂的过程，在新技术尚未应用时，是依靠研发人员大量实验和 1.2.1自动化实验室加速药物 基础研发进程 1.2.2自动化实验室节省药物 经验总结的基础上进行。随着化学分析仪器和分析技术快速发展，例如：X-衍射技术，紫外光谱技术和红外光谱技术等，使得实验从使用烧瓶、试管的湿法化 基础研发费用学时代逐步向使用微量样本和分子模型的干法化学时代发展。新技术发展给予研 12.3自动化实验室提高药物究人员用更科学的方式、方法来解释化合物构效理论，挖掘化学结构和生物活性 研发的准确性和成功率之间的关系，进一步优化化合物筛选和药物研发流程。新技术的应用，促使大量 1.2.4自动化实验室为制药企药物快速上市，例如：新一代的抗精神病药物、催眠药物、抗抑郁药物和抗组胺 业在药物研发阶段提供降本增效 的工具 药物的产生。 1.2.5未来自动化实验室在药以上原因直接推动药物研发从20世纪30年代到60年代得到快速发展。随着大量 物研发中将由A赋能创造新价值药物上市，投资与回报利润增加：越来越多的制药企业开始加大新药研发力度 21-6代自动化实验室赋能 药物研发 但是，随着药物开发难度持续上升，药物研发的时间成本和投入成本开始增加。 2.11-6代自动化实验室的发展此时，制药企业开始寻求在药物研发过程中，能够节省时间、提高实验效率的方 历程式、方法，自动化实验室应运而生。 2.2自动化实验室在药物研发领域的典型应用案例3自动化实验室在药物研发领域的解决方案 3.1自动化实验室在药物研发 领域的核心技术 3.2自动化实验室在药物研发 领域的关键设备及方案 4自动化实验室在药物研发领域的展望 4.1自动化实验室在药物研发 领域的发展趋势 4.2自动化实验室在药物研发 领域的未来落地场景 数据来系：公开弹料、亿欧营库4 1药物研发与自动化实验室的发展背景 1.1.2全球药物研发及自动化实验室发展的时间线关系 1.1药物研发、自动化实验室自动化实验室的诞生离不开工业革命和相关技术发展。在19世纪初工业革命时 的发展背景期，人们首次使用机械设备来代替人力操作以提高生产效率。随着相关技术逐步 1.1.1药物研发重点发展时期成熟，到19世纪中叶制药工业兴起后，制药企业也尝试在实验室中引进大规模 及驱动因素挖掘机械设备来节省研发时间；但是，这些机械设备需要人工操作，仍然存在效率和 1.1.2全球药物研发及自动化认为误差问题。在之后100多年里，药物研发实验室经历了从小众人群初步接受 实验室发展的时问线关系 使用到逐渐普及，再到药物领域中大规模应用的过程。 1.1.3药物研发及自动化实验 室发展的技术线关系 1.1.4自动化实验室发展里程 碑事件及其驱区动因素1880年，染料企业和化工厂基于已有资源建立实验室研究 1.2自动化实验室全面赋能药和开发新药物，到20世纪初，相关企业兼并成为真正的制 物研发19世纪至20世药企业。在这过程中，早期科研人员在实验室中通过简单 纪30年代机械设备，从植物中提取和浓缩有效成分，并开始批量生 1.2.1自动化实验室加速药物产当时常用药品如吗啡、奎宁、马钱子碱等用于治疗目 基础研发进程的药物。 1.2.2自动化实验室节省药物 基础研发费用 1.2.3自动化实验室提高药物 研发的准确性和成功率20世纪30年代到60年代是制药行业的黄金时代，也是自动 1.2.4自动化实验室为制药企化实验室技术可追溯最早时间。在这段时间内，发现并上业在药物研发阶段提供降本增效20世纪30年代市大量药物。为缓解第二次世界大战导致的劳动力短缺的工具至60年代到20世纪40年代时，药物实验室开始布局一些简单自动化 设备，用以降低新药研发过程中需要大量实验及相关操作 1.2.5未来自动化实验室在药 物研发中将由AI赋能创造新价值21-6代自动化实验室赋能药物研发 2.11-6代自动化实验室的发展 的工作量，提高科研人员工作效率，节省实验时间。 历程20世纪60年代到80年代，制药工业受到科学、医学、政治、 市场等多方面影响，新化合物发现和早期临床试验规范新 2.2自动化实验室在药物研发20世纪60年代 品上市路径，在这其中（20世纪70年代），计算机技术发 领域的典型应用案例至80年代展使得复杂计算变的简单，数据库使用使得分析大量实验 3自动化实验室在药物研发数据成为可能，自动化实验室发展维形开始展现 领域的解决方案 3.1自动化实验室在药物研发 领域的核心技术 3.2自动化实验室在药物研发制药工业进入盈利能力和政治权力最大的时期，药物研发 领域的关键设备及方案难度和复杂性在不断增加，制药公司迫切需要能够提高药 4自动化实验室在药物研发20世纪90年代品研发成功率的方案，20世纪90年代开始，计算机和软件 领域的展望至今技术快速发展推动自动化实验室进程，实验室自动化开始 4.1自动化实验室在药物研发从传统的单一功能向多功能、自适应、自主决策的方向发 领域的发展趋劳展，这使得自动化实验室在药物领域中被大规模应用。 4.2自动化实验室在药物研发 领域的未来落地场景亿欧智库：药物研发进程中的自动化实验室发展历程 5数来激：公并效料，亿款智毒 1药物研发与自动化实验室的发展背景 1.1.3药物研发及自动化实验室发展的技术线关系 1.1药物研发、自动化实验室实验室自动化技术的起源可以追溯到20世纪60年代。当时，第一台微处理器出 的发展背景现，为机械化实验室带来新机遇。20世纪80年代开始，计算机和软件技术快速 1.1.1药物研发重点发展时期发展，推动实验室自动化技术大规模应用。从20世纪90年代至今，随着物联网 及驱动因素挖掘技术、人工智能和机器学习等技术发展，自动化实验室已经进入新发展阶段，药 1.1.2全球药物研发及自动化物研发方面也产生很多新技术方法，如高通量筛选、高通量测序、高内