先测培养液中还剩多少药物
聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)常用于制作微流控培养装置,部分药物会进入材料,使实际暴露低于加入时的浓度。这项研究用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)测量溶液中的剩余药物,比较不同化合物、接触时间和表面处理的影响。
研究选用 Bay K 8644、苄普地尔、硝苯地平和维拉帕米 4 种具有心血管活性的化合物。药物按 1 μM 加入 250 μL 溶液,分别接触 PDMS 表面 0.5、1、2、3 小时;常规组织培养聚苯乙烯孔板作为材料参照。每组在实验开始时保留样品,供浓度变化计算。
加入浓度相同,剩余药物各不相同
4 种化合物的损失幅度差别很大。Bay K 8644 在 PDMS 与聚苯乙烯上的结果较接近,维拉帕米和硝苯地平在 PDMS 上损失更多。苄普地尔的变化最明显,3 小时后 PDMS 条件中的损失超过 80%,剩余浓度约为初始浓度的 15%。聚苯乙烯参照中的苄普地尔也有约 50% 损失,因此需同时考虑参照材料的影响。
这个苄普地尔结果对应约 0.3 cm² 表面积和 250 μL 液量,1 μM 的加入浓度最终约剩 150 nM。研究据此强调,接触面积与液量是理解培养装置药物浓度的重要条件。实际微流控装置的面积、液量和流动方式与孔板不同,需要在所用系统中测量。
在这 4 种化合物中,研究未发现脂溶性指标 logP 或分子量与损失幅度的清楚对应。以少数化合物的物理化学性质推算其他药物在 PDMS 中的暴露,仍需要更大的实测集合。

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表面涂层可以减少部分药物损失
研究进一步比较 2 种脂质类 Cellbinder 涂层。苄普地尔在未经涂层的 PDMS 上损失超过 80%,经过涂层后损失约为 50%。2 种涂层的阻挡效果相近,但仍有相当一部分药物从溶液中消失。
培养细胞也会影响测量。研究在材料表面接种不同密度的人 HEK293T 细胞:随着细胞密度增加,Bay K 8644 的剩余浓度降低;对材料损失已很强的苄普地尔,3 小时末细胞密度的影响较小。涂层同时改善了细胞附着,相关变化用细胞骨架和细胞核成像比较。
把材料检查纳入药物响应实验
这项研究在给定材料、液量和接触时间下,直接测量培养液中的剩余药物浓度。对会明显损失的化合物,表面处理和培养细胞本身都可能改变暴露。所示浓度曲线来自 2 次独立实验,呈现了不同化合物对培养材料的敏感程度。
本次只考察 4 种化合物及有限培养条件。不同蛋白含量、材料形状和灌流设置可能产生不同结果,涂层效果也需按具体药物检查。实验的测量对象是培养液中药物的损失以及细胞附着变化。