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中枢神经系统(CNS)药物研发面临的挑战之一,在于候选药物能否有效穿越血脑屏障(BBB)并到达靶向脑区发挥作用。传统的组织匀浆法仅能提供某一时间点的静态浓度信息,且无法区分药物是结合态还是游离态——而只有细胞外液中的游离药物才能真正作用于靶点。微透析技术正成为破解这一难题的“金标准”工具。
微透析:实时、动态、在体的神经递质与药物监测技术
微透析技术的核心原理是模拟毛细血管功能,将一根带有半透膜的探针植入特定组织(脑区或血管),利用透析液与组织间液间的浓度梯度,实时收集细胞外液中的小分子物质(如神经递质、代谢物、药物及其活性代谢产物)。该技术可直接、实时地评估药物是否成功跨越血脑屏障并进入靶向脑区的细胞外液,是CNS药代动力学(PK)和药效学(PD)研究的核心技术平台。
三大应用场景全面覆盖:
1、大/小鼠脑部微透析,可在清醒自由活动动物的大鼠和小鼠脑部各关键靶区精准植入微透析探针,实现多脑区细胞外液实时采样。已建立覆盖但不限于以下脑区的埋管手术方案:
l纹状体(Striatum)——多巴胺能通路核心脑区,与运动调控及药物诱发的锥体外系反应密切相关;
l伏隔核(Nucleus Accumbens, NAc)——奖赏与动机中枢,是评估阴性症状(快感缺失)及药物成瘾性的关键靶区;
l腹侧被盖区(Ventral Tegmental Area, VTA)——多巴胺神经元胞体聚集区,参与奖赏环路和精神病性症状的调控;
l海马(Hippocampus, Hip)——学习记忆核心脑区,是评估候选药物对认知功能影响的重点关注区域;
l前额叶皮层(Prefrontal Cortex, PFC)——执行功能与工作记忆中枢,与精神分裂症认知症状及阴性症状密切相关;
l丘脑(Thalamus)——感觉信息整合与认知加工关键节点。
可同步检测多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)、乙酰胆碱(Ach)及其代谢产物(DOPAC、HVA等),支撑神经环路机制与药效学标志物监测。
2、大/小鼠血液微透析——颈静脉,通过颈静脉插管植入血液微透析探针,实现清醒自由活动大/小鼠的连续血液采样,实时获取药物在循环系统中的游离浓度动态变化,与脑部微透析数据联用,可精准计算药物血脑屏障透过率(Kp,uu),真实反映药物的脑内暴露水平。核心技术优势:
l在体实时动态监测:可在清醒自由活动动物中连续采样,获得药物浓度-时间曲线(PK曲线),准确计算半衰期(t₁/₂)、达峰时间(Tmax)、曲线下面积(AUC)等关键参数,避免麻醉干扰生理状态;
l游离药物浓度精准测定:微透析直接采集细胞外液中的游离型药物,真实反映药理活性浓度,指导剂量设计;
l多递质同步检测:单根探针可同时检测DA、5-HT、Ach及其代谢物,支撑神经环路机制研究;
l多脑区灵活适配:已建立纹状体、伏隔核、腹侧被盖区、海马、前额叶皮层、丘脑等关键脑区的精准立体定位埋管手术方案。
lLC-MS/MS高灵敏度检测平台:配备液相色谱-串联质谱检测系统。液相色谱实现复杂样本中目标物的高效分离,串联质谱提供多反应监测(MRM)模式下的高选择性检测,两者联用可满足细胞外液中痕量神经递质与药物的精准定量分析需求。

