在同一循环系统中测量浓度与心肌电活动
药物浓度随时间改变，肝脏代谢还会改变心肌接触到的原药和代谢物。美国 Hesperos、阿斯利康（AstraZeneca）等团队在 Scientific Reports 报道心肝芯片研究，同时记录浓度与电活动，分析药物暴露与心肌电活动变化之间的关系。
团队比较仅含心肌的系统与含心肌、肝脏的系统。装置通过往复倾斜让约 2 mL 无血清培养液循环，心肌使用人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源细胞，肝脏使用人原代肝细胞。两种细胞各自来自同一批次，以减少批次差异。
微电极阵列（microelectrode array，MEA）在多个时间点记录心肌电信号，提取场电位时程、搏动频率等指标。场电位时程反映心肌电活动的一段持续时间，可用于观察复极变化。团队同时取培养液与细胞裂解液，用液相色谱—质谱检测原药及代谢物。
肝脏代谢减轻特非那定引起的电活动变化
第一组实验加入 5 μM 特非那定，并在 24 小时内多次取样。仅含心肌的系统在早期出现明显心律失常或电活动停止，0.5–1 小时部分记录无法计算场电位时程；4 小时时，可量化的时程延长达到较高水平。
加入肝脏后，场电位时程的变化较小。培养液中，心肌单独培养时的特非那定浓度在 0.5 小时约为 5.88 μM，心肝系统约为 0.53 μM；心肝系统中的非索非那定逐步增加，24 小时约为 3.8 μM。
心肌裂解液提供了与培养液不同的时间信息。仅含心肌时，裂解液中的特非那定在 4 小时达到约 2.65 μM，与场电位时程的较强反应出现在相近时间。培养液中的较早浓度峰值，未能单独解释这一延迟。
心肝系统中，心肌裂解液的特非那定峰值约为 1.08 μM，肝细胞裂解液约为 12.04 μM。原药在不同区室中的分布和转化，共同影响心肌暴露。
把装置区室和心脏反应纳入同一模型
团队为培养液、心肌、肝脏和装置材料分别建立区室，描述特非那定在各区室之间的交换，以及心肌和肝脏生成非索非那定的过程。随后加入表示场电位时程的药效区室，将心肌药物积累与电活动变化联系起来。
模型先用两类芯片的浓度和场电位数据拟合参数，再输入已发表的豚鼠、犬和人体药代资料，模拟相应心脏反应。对人体，作者设置能够匹配文献峰浓度和曲线下面积的假设给药时程，因为文献没有提供配对的浓度与心脏反应时间曲线。
犬与人体模拟呈现了与已知 QT 延长相符的整体趋势；豚鼠的定量反应则被低估。作者讨论了物种、细胞来源和电生理差异，并将模型用途放在浓度—时间与反应—时间之间的转化。
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代谢物可增强对心肌电活动的影响
第二组实验测试研究化合物 AZ12818677。原药对心脏复极相关的 hERG（human ether-a-go-go-related gene）钾通道作用较弱，但动物实验观察到 QT 延长。其代谢物 AZ12864610 对 hERG 的抑制更强，提示需要检查代谢后的作用。
在芯片中，原药引起场电位时程变化的半数有效浓度，在心肝系统约为 2.7 μM，在仅含心肌的系统约为 13.2 μM。直接向心肌系统加入代谢物时，相应值约为 1.2 μM，较高浓度还出现心律失常。
质谱检测确认原药能够转化为 AZ12864610，肝细胞和心肌细胞均可形成代谢物。因此，两种系统之间的差异包括代谢物生成量与分布，而心肌单独培养也保留一定代谢能力。
电活动与浓度检测采用不同重复数
特非那定电生理图至少使用 3 个重复，浓度时间曲线使用 2 个重复；研究化合物的部分细胞代谢活性检测也只有 2 个重复。研究使用同批细胞，尚未比较多个供者或不同批次造成的变化。
这项工作同步检测原药、代谢物和心肌电活动，比较特非那定及一组研究化合物的代谢效应。人体模拟使用既有药代资料，芯片实验使用同批细胞。