肠芯片药物材料损失与代谢清除分析
先测 17 种化合物的材料损失，再用睾酮浓度时程及代谢物估计有细胞芯片中的清除。
用途与模型
- 研究用途
- 比较材料损失、屏障转运和细胞代谢对出口药物测量的贡献。
- 模型与细胞来源
- PDMS 双通道芯片；人 Caco-2 肠上皮细胞与人脐静脉内皮细胞（HUVEC）共培养，另设无细胞芯片。
- 方法版本
- 2024 年 Caco-2/HUVEC 与无细胞 PDMS 芯片比较
- 实验形式
- 连续灌流、双侧出口收集、LC–MS/MS 药物和代谢物检测。
材料与平台
- 无细胞化合物筛查
- 17 种化合物，名义浓度各 10 μM，每组不超过 4 种；灌流和收集后比较入口与出口浓度，2 次独立实验。
- 睾酮时程
- 名义 10 μM 睾酮加入上通道，两侧各 200 μL/h，观察 135 分钟，15 分钟间隔取不同芯片累计出口样品。
- 代谢检测
- LC–MS/MS 量化原药，并检测雄烯二酮、葡萄糖醛酸和硫酸结合物；部分代谢物以标准品估计。
- 清除窗口
- 用累计收集结果计算 75–135 分钟窗口，比较有细胞与无细胞药物消失速率及清除。
测量指标与分析
- 入口与两侧出口的原药浓度
- 材料损失率与时间变化
- 代谢物信号和部分回收量
- 校正材料损失后的清除率
无细胞芯片记录材料损失；有细胞芯片分析原药减少、跨侧转移和产物形成。用最后 60 分钟窗口减少早期非稳态损失的影响，再计算两类芯片清除之差。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 17 化合物无细胞损失检查，以及睾酮有细胞/无细胞时程比较。
- 测试范围
- 17 化合物筛查 2 次独立实验；睾酮时程各时间点通常 3 片芯片，无细胞上通道 15 和 30 分钟为 2 片。
- 参照体系
- 无细胞与 Caco-2/HUVEC 芯片、上下通道、早期及 75–135 分钟窗口。
- 研究结果
- 无细胞损失从接近 0 至接近 100%。睾酮最后窗口清除约 172.1 与 11.7 μL/h，两者之差约 160.4 μL/h。雄烯二酮约占已检测代谢物峰面积 96.5%。
适用条件与研究局限
- 代谢物峰面积比例不代表投入药物的代谢比例，药物和代谢物总回收不完整。
- Caco-2 未出现 CYP3A4 介导羟化，尚未覆盖人体肠道全部代谢途径。
- 结果受芯片材料、流量和清除能力影响；本次没有独立人体药代预测验证。
来源与原文
- Addressing the ADME Challenges of Compound Loss in a PDMS-Based Gut-on-Chip Microphysiological System原始研究 · Pharmaceutics · 2024-02-20