把 24 小时内的药物浓度变化带进细胞实验
药物进入体内后，浓度会随吸收和清除而变化。2021 年发表于 Frontiers in Pharmacology 的这项研究，将可编程灌流装置与高分辨率成像连接，用人 T47D 乳腺癌细胞球状体观察动态暴露下的药物作用。研究选用磷脂酰肌醇 3 激酶 α（phosphoinositide 3-kinase alpha，PI3Kα）抑制剂 BYL719，并与恒定浓度处理比较。
装置采用聚苯乙烯芯片，球状体分布在相互连接的培养位点。成像过程中持续灌流，显微镜按固定间隔对同一球状体扫描。带有红色核标记的细胞可用于辨认球状体内部结构，同时追踪球状体轮廓和局部细胞密度。
比较每日重复暴露与恒定浓度
动态组每天重复一次 24 小时时程：药物浓度在约 1.5 小时内升高，随后在 22.5 小时内逐步降低，连续运行 3 个周期。研究用液相色谱—质谱核对芯片中实际的 BYL719 浓度变化。另一组持续给予 9.3 μM BYL719，按每个 24 小时间隔与动态组匹配浓度—时间曲线下面积。两类处理分别设置溶剂对照。
显微镜约每 85 分钟记录一次球状体的三维图像。研究从三维图像的最大强度投影中提取球状体面积，用于连续比较各球状体大小。初始球状体直径约为 200–250 μm，在观察期间小于 400 μm；较大的球状体难以完整成像，因此局部细胞密度另在选定区域分析。
相近总暴露量呈现不同生长轨迹
恒定处理组的球状体面积逐渐缩小，随后趋于平稳。动态组则随着每轮药物浓度变化交替缩小与再次生长：高浓度阶段出现抑制，浓度降低后逐渐恢复生长。这种反复变化在持续成像中可以辨认，单独比较一个终点很难呈现完整过程。
在 48 小时时，两种 BYL719 处理的平均相对截面积分别约为 0.89 和 0.92，恒定及动态溶剂对照约为 1.31 和 1.27。论文的相对面积分析以 4 小时图像作基准。
曲线比较中，每种条件来自 2 次实验；两个溶剂对照各包含 7 个球状体，两种药物处理各包含 11 个球状体。图像中的多个球状体来自同一细胞系。进一步分析显示，药物处理后的局部细胞密度有所升高，撤除高浓度暴露后外层和中心区域的变化速度也有差别。
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适合观察给药间隔内的药效变化
这一设计把药物浓度曲线与细胞模型的连续反应联系起来，适合研究生长抑制、恢复生长以及反应延迟。动态组浓度降低后，球状体恢复生长有一定延迟，提示分析给药间隔时还需要关注药物作用随时间的变化。
本次验证使用单一乳腺癌细胞系和直接作用的 BYL719。灌流会不断带走代谢物和细胞分泌物，因而对需要代谢活化或依赖这些成分的药物，实验设计需要另行调整。肿瘤血管、免疫细胞和患者间差异尚未纳入这次比较。