High-throughput screening (HTS) je metoda pro vědecké experimenty využívaná zejména při výzkumu léčiv a relevantní pro obory biologie a chemie.
Díky kombinaci moderní robotiky, softwaru pro zpracování a řízení dat, zařízení pro manipulaci s kapalinami a citlivých detektorů umožňuje HTS výzkumníkovi efektivně provést miliony biochemických, genetických nebo farmakologických testů v krátkém časovém období. Díky tomuto procesu lze rychle identifikovat aktivní sloučeniny, protilátky nebo geny, které modulují konkrétní biomolekulární dráhu. Výsledky těchto experimentů poskytují východiska pro návrh léčiv a pro pochopení interakce nebo role konkrétního biochemického procesu v biologii.
HTS v podstatě využívá přístup hrubé síly ke sběru velkého množství experimentálních dat – obvykle pozorování toho, jak nějaká biologická entita reaguje na vystavení různým chemickým sloučeninám – v relativně krátkém čase. Obrazovka je v tomto kontextu větší experiment s jediným cílem (obvykle testování vědecké hypotézy), na který mohou být všechna tato data následně aplikována.
Klíčovým prvkem HTS zařízení je deska: malá nádoba, obvykle vyrobená z plastu, která obsahuje mřížku malých otevřených prohlubní zvaných studny. Většina studní obsahuje experimentálně užitečnou hmotu, často roztok dimethylsulfoxidu (DMSO) a nějaké další chemické sloučeniny, z nichž druhá je pro každou studnu na ploše odlišná. (Ostatní studny jsou prázdné, určené k použití jako volitelné experimentální kontroly.)
Aby se výzkumník připravil na zkoušku, naplní každou jamku desky nějakou biologickou entitou, na které si přeje provést experiment, například bílkovinou, některými buňkami nebo zvířecím embryem. Poté, co uplyne nějaká inkubační doba, aby se biologická hmota mohla absorbovat, vázat nebo jinak reagovat (nebo nereagovat) se sloučeninami ve studnách, provede se měření přes všechny studny desky, buď ručně, nebo pomocí stroje. Ruční měření jsou často nutná, když výzkumník pomocí mikroskopie (například) hledá změny nebo vady v embryonálním vývoji způsobené sloučeninami ve studnách a hledá účinky, které by počítač sám snadno nezjistil. Jinak může specializovaný automatizovaný analytický přístroj provést na studnách řadu experimentů (například na ně posvítit polarizovaným světlem a měřit odrazivost, což může být známkou vazby bílkovin). V tomto případě přístroj výstup výsledku každého experimentu provádí jako mřížku číselných hodnot, přičemž každé číslo mapuje na hodnotu získanou z jednoho vrtu. Vysokokapacitní analytický přístroj dokáže změřit desítky desek během několika minut, jako je tento, a velmi rychle vygeneruje tisíce experimentálních datových bodů.
V závislosti na výsledcích tohoto prvního testu může výzkumník provést následné testy v rámci stejné obrazovky tak, že „cherrypicking“ kapaliny z vrtů, které poskytly zajímavé výsledky (známé jako „hity“) do nových testovacích desek, a pak znovu spustit experiment shromáždit další údaje o tomto zúženém souboru, potvrzení a rafinace pozorování.
Důležitým prvkem užitečnosti HTS je automatizace. Specializovaný robot je často zodpovědný za velkou část procesu během životnosti jedné testovací desky, od vytvoření až po finální analýzu. HTS robot obvykle dokáže připravit a analyzovat mnoho desek současně, což dále urychluje proces sběru dat. V současnosti existují HTS roboti, kteří mohou testovat až 100 000 sloučenin denně (Hann 2004).
HTS je relativně nedávná inovace, která se v poslední době uskutečňuje díky modernímu pokroku v robotice a vysokorychlostních počítačových technologiích. Provoz HTS však stále vyžaduje vysoce specializovanou a drahou screeningovou laboratoř, takže v mnoha případech malá až středně velká výzkumná instituce raději využije služeb stávajícího zařízení HTS, než aby si ho sama zřídila.