化學製藥研究所擁有豐富的藥物合成開發經驗與化學、生物、分析領域專家團隊，提供高品質的小分子藥物研發服務與體外活性鑑定需求。團隊包含藥物化學合成組、分析組及藥物活性鑑定組三個研發團隊。
自2008起，團隊自行研發me better / best in class小分子標靶藥物 mTOR、Raf、CSF-1R、FLT3、Hedgehog、AXL等抑制劑，以及產學研合作研發first in class 藥物Hec1/Nek2 小分子抑制劑，數個已技轉國內廠商進入臨床試驗。
另外我們也投入國際新藥發展最新動向之新模態(New Modalities)藥物研發，首先在抗體藥物複合體(Antibody-Drug Conjugate, ADC )技術開發上，化藥所聚焦於連接子-藥物的設計、藥物分子的修飾、與ADC的合成技術，並與生藥所共同開發位點特異性連接技術「三甘露醣(Trimannosyl) 鍵結技術」，可產出具高專一鍵結且高均質性之ADC，此鍵結技術與第一個應用此技術產出之Anti-MSLN ADC藥物已成功技轉國內廠商並預計進行臨床應用。
此外，我們也開發新穎蛋白質降解藥物（Protein degrader）、短鏈核酸藥物(Antisense oligonucleotide, ASO 與siRNA)，以及LNP關鍵的可離子化脂質等新模態藥物技術。藥物活性組負責臨床前體外活性研究與安全性藥理測試。分析組提供各類型藥物分子的層析、質譜、核磁共振等分析，也提供固體晶型物性分析服務(如Powder XRD、TGA、DSC)。藉由三組研發能量提供藥物開發一站式服務。
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