体外模拟代谢实验
发布时间:2026-03-17
体外模拟代谢实验是一种在受控的实验室环境中,利用生物化学体系模拟生物体内代谢过程的关键技术。它通过重建肝脏等器官的代谢环境,高效评估外源性化合物(如药物、食品添加剂、环境污染物)的代谢途径、速率、产物及潜在毒性。该技术具有高通量、低成本、可重复性强及避免伦理限制等显著优势,已成为药物研发、毒理学评价和食品安全评估领域不可或缺的早期筛选工具。本检测将系统阐述其核心检测项目、应用范围、主流方法及所需仪器设备。
注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。
检测项目
代谢稳定性评估:测定化合物在模拟代谢体系中随时间消耗的速率,预测其在体内的半衰期和清除率。
代谢产物鉴定:识别并解析化合物经代谢后生成的新化学实体,阐明其代谢转化路径。
CYP450酶亚型贡献度:确定细胞色素P450家族中特定亚型(如CYP3A4, CYP2D6)对母体化合物代谢的相对贡献。
酶动力学参数测定:计算代谢反应的米氏常数(Km)和最大反应速率(Vmax),量化代谢酶的催化效率。
代谢表型分型:研究不同基因多态性导致的代谢酶活性差异,评估个体化用药风险。
时间依赖性抑制评估:检测化合物是否对代谢酶产生预孵育时间依赖的不可逆或准不可逆抑制。
可逆性抑制评估:测定化合物对代谢酶的竞争性、非竞争性或反竞争性可逆抑制作用及其抑制常数(Ki)。
代谢诱导潜力评估:评价化合物是否能够上调代谢酶(如CYP3A4)的表达和活性,可能导致药物相互作用。
血浆蛋白结合率影响:考察化合物与血浆蛋白结合对其代谢速率的影响,更真实地反映体内情况。
反应表型研究:综合运用化学抑制剂、重组酶或抗体抑制等手段,确认负责代谢的主要酶系。
检测范围
小分子化学药物:新药候选化合物在临床前阶段的代谢特性、稳定性和药物相互作用风险评估。
中药及天然产物:复杂植物提取物或单一活性成分在体内的可能代谢途径及活性代谢物探寻。
食品添加剂与污染物:评估防腐剂、色素、农药残留等经肝脏代谢后的产物及其潜在毒性。
环境化学品:研究工业化学品、内分泌干扰物等在外源性物质在生物体内的生物转化与解毒过程。
前药设计与评价:验证前药在代谢环境下能否按设计转化为活性形式,并评估其转化效率。
药物-药物相互作用:预测两种或多种药物联用时,因竞争或影响同一代谢酶而导致的药效或毒性变化。
手性药物代谢:研究不同对映异构体在代谢速率和途径上的选择性差异。
候选化合物早期筛选:在药物发现阶段,高通量筛选具有理想代谢特性的化合物系列,淘汰不良分子。
种属差异比较:比较同一化合物在人、大鼠、犬等不同种属肝微粒体中的代谢差异,为动物实验数据外推至人提供依据。
代谢酶表型研究:用于研究特定人群(如不同种族、疾病状态)肝组织样本中代谢酶活性的群体特征。
检测方法
肝微粒体温孵法:使用从肝脏分离的富含CYP450等I相酶的微粒体组分,与辅因子NADPH及底物共孵育,是最经典的方法。
肝细胞温孵法:使用原代肝细胞或肝细胞系,保留了完整的细胞结构和II相结合酶体系,更接近体内生理环境。
重组CYP450酶系法:使用表达单一人类CYP450亚型的重组酶系统,用于精确研究特定亚型的代谢贡献和抑制。
S9组分温孵法:使用肝组织匀浆后去除细胞核和线粒体的上清液(S9),同时包含I相和II相代谢酶。
Caco-2细胞模型联用:结合肠吸收模型与代谢研究,评估化合物在肠壁的首过代谢效应。
液相色谱-质谱联用分析:利用LC-MS/MS对孵育样本进行高灵敏度、高选择性的定量和定性分析,是主流检测技术。
高效液相色谱法:使用HPLC配合紫外或荧光检测器,分离并定量母体化合物及其代谢产物。
Cocktail探针底物法:将多种CYP450亚型的特异性底物混合后与测试体系共孵育,一次性评估对多个关键酶的抑制或诱导作用。
荧光及发光底物法:使用能产生荧光或化学发光信号的探针底物,适用于高通量、自动化的酶活性筛选。
放射性标记示踪法:使用放射性同位素标记的化合物进行孵育,通过放射性检测追踪代谢产物的生成与分布。
检测仪器设备
高效液相色谱仪:用于分离复杂的孵育混合物中的母体药物及其代谢产物,是常规定量分析的核心设备。
三重四极杆质谱仪:与HPLC联用形成LC-MS/MS系统,提供极高的灵敏度和特异性,用于代谢物的定性与定量。
高分辨质谱仪:如Q-TOF或Orbitrap,可精确测定代谢产物的分子量,推断其元素组成和结构信息。
恒温振荡培养箱:为体外温孵实验提供稳定且均匀的温度(通常37℃)及振荡环境,确保反应均一进行。
多功能酶标仪:配备紫外、可见光、荧光和化学发光检测模块,适用于基于光学信号的快速、高通量活性检测。
超高效液相色谱仪:相比传统HPLC,具有更高柱效、更快分析速度和更低溶剂消耗,提升分析通量。
-80℃超低温冰箱:用于长期保存对温度敏感的肝微粒体、S9组分、原代肝细胞及生物样本。
高速离心机与超速离心机:用于制备肝微粒体、S9组分及孵育反应后样本的蛋白沉淀分离。
氮吹浓缩仪:用于在样品前处理过程中,温和地蒸发有机溶剂,浓缩目标分析物。
自动化液体处理工作站:实现温孵体系中试剂(缓冲液、辅因子、底物、抑制剂等)的精准、快速和高通量添加,减少人为误差。
检测服务范围
1、指标检测:按国标、行标及其他规范方法检测
2、仪器共享:按仪器规范或用户提供的规范检测
3、主成分分析:对含量高的组分或你所规定的某种组分进行5~7天检测。
4,样品前处理:对产品进行预处理后,进行样品前处理,包括样品的采集与保存,样品的提取与分离,样品的鉴定以及样品的初步分析,通过逆向剖析确定原料化学名称及含量等共10个步骤;
5、深度分析:根据成分分析对采购的原料标准品做准确的定性定量检测,然后给出参考工艺及原料的推荐。最后对产品的质量控制及生产过程中出现问题及时解决。
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