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表面張力儀在藥物研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用【案例】
來(lái)源： 瀏覽 1016 次 發(fā)布時(shí)間:2024-06-25
在藥物開發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)先候選藥(LC)包括廣泛的物理性質(zhì)。許多表現(xiàn)出親脂性，因?yàn)楹蜻x藥通常是根據(jù)他們的受體親和力來(lái)選擇的，在體外實(shí)驗(yàn)中。然而過(guò)高的親脂性會(huì)導(dǎo)致不良的生物制藥性質(zhì)，如在胃腸道內(nèi)的溶解度差，而親水性化合物可能會(huì)表現(xiàn)出較差的腸膜通透性，這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致口服給藥后生物利用度差。這類化合物更具挑戰(zhàn)性，在藥物開發(fā)過(guò)程中失敗的風(fēng)險(xiǎn)也更高。用于口服的新藥物的早期特性不僅包括其理化性質(zhì)和穩(wěn)定性，還包括其滲透腸粘膜的能力。本論文研究人員提出了一種快速篩選方法，表面活性分析(SAP)，作為替代動(dòng)物研究和細(xì)胞培養(yǎng)篩選。測(cè)量使用了高通量表面張力分析儀，只需要50ul原液進(jìn)行完整的滲透率分析。
Kibron朗繆爾張力儀的應(yīng)用
不同濃度藥物混合物的表面壓力反應(yīng)了其在水-氣界面的表面活性行為，最大極限濃度代表藥物在緩沖液中的最大溶解度。表面壓力通過(guò)Kibron Delta 8多通道微量張力儀測(cè)試。測(cè)試樣品之前通過(guò)Milli Q超純水對(duì)儀器進(jìn)行校正，然后進(jìn)行有效性檢測(cè)，該檢測(cè)用以分析不同微槽測(cè)試數(shù)據(jù)之間的偏差，確保所有測(cè)試表面張力在一定偏差范圍內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在LCs(先導(dǎo)藥物)的早期研究中，只有少量的化合物可用，如果化合物是兩親性的，SAP方法似乎是獲得fa的一個(gè)有效且快速的工具。只需要少量的LC原液的解決方案(50μl)通過(guò)Delta-8儀器進(jìn)行分析,而沒有采用進(jìn)一步分析如高效液相色譜法分析，高效液相色譜法盡管其簡(jiǎn)單，能夠預(yù)測(cè)廣泛化合物的藥物的生物利用度（fa），包括高溶性和低溶性的兩親性化合物。而對(duì)于難溶性和高溶性兩親性化合物，改進(jìn)的SAP（表面活性譜法）預(yù)測(cè)fa值與文獻(xiàn)報(bào)道的藥物分子的fa值相近。但是此方法不適合預(yù)測(cè)非兩親性藥物的fa值。
圖1、表面活性分析(SAP):增加一種兩親性物質(zhì)的濃度會(huì)導(dǎo)致更高的表面壓力(π)。Kaw?1是空氣-水分配系數(shù)，CMC是臨界膠束濃度,dπ/dlnc斜率和描述物質(zhì)在接口的橫截面積。
圖2、左邊的圖表示的是采用移液槍將樣品（難溶性的兩親化合物）轉(zhuǎn)移到kirbon公司的96孔板上測(cè)試其表面張力。右圖表示的是采用了改進(jìn)的制備難溶性的兩親性化合物的表面張力的方法。
圖3、采用表面張力譜法對(duì)實(shí)驗(yàn)室對(duì)難溶/兩親性和高溶/兩親性化合物的fa(藥物分子的生物利用度)值與文獻(xiàn)值對(duì)比。
圖4、πmax和不溶性兩親性化合物和高溶性兩親化合物的化合物fa值的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r2=0.73。
圖5、兩親性化合物的πmax（表面壓力）與PMPAM膜的表觀滲透率相關(guān)性。從圖中可以看出七個(gè)化合物πmax值在介于0和10 mN/m還揭示了低的跨膜滲透性。相比之下,對(duì)于化合物πmax值在20至40 mN/m時(shí)對(duì)PAMPA膜的通透性高。
結(jié)論與展望
本論文研究人員提出了一種藥物活性分子生物利用度（fa）快速篩選方法-表面活性譜(SAP)，作為替代傳統(tǒng)的動(dòng)物研究和細(xì)胞培養(yǎng)篩選。研究人員使用SAP技術(shù)，主要是基于Kibron公司的高通量表面張力分析儀----（Delta-8），該儀器只需要50ul原液就能進(jìn)行完整的滲透率分析。并將溶液中化合物的表面活性譜化合物與生物膜相互作用或穿透生物膜的潛力聯(lián)系起來(lái)。用于這種關(guān)聯(lián)的進(jìn)一步參數(shù)包括臨界膠束濃度(CMC)、界面空氣/水分配系數(shù)(KAW?1)和分子在界面的面積要求，即截面面積(AS)等這些表面活性參數(shù)來(lái)獲取藥物的生物利用度（fa值）。此方法的提出對(duì)于先導(dǎo)化合物的早期篩選研究，因?yàn)橄葘?dǎo)化合物只有少量的化合物可用，SAP方法似乎是一個(gè)很有效和快速的工具，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)兩親性化合物的fa值，為新藥研發(fā)提供了重要的技術(shù)支持，這也說(shuō)明高通量的表面張力分析儀（delta-8）在藥物研發(fā)方面發(fā)揮了重要的作用，尤其是預(yù)測(cè)活性藥物分子的生物利用度（fa）提供了一種新的技術(shù)手段。