博清生物自动分液系统在药物研发中药物代谢酶反应体系配制的应用研究

Apr,30,2026 << Return list

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药物代谢动力学是新药研发的关键环节,体外肝微粒体、重组酶、S9 组分等药物代谢酶反应体系,是评估药物代谢稳定性、鉴定代谢表型、预测体内清除率及潜在药物相互作用的核心模型。此类实验通常涉及 96/384 孔板高通量操作,需精准配制含缓冲液、酶蛋白、辅酶再生系统、底物及待测化合物的微升级反应体系,对分液精度(CV 值)、孔间均一性、交叉污染控制提出严苛要求。

传统人工移液器操作依赖实验人员技能,存在移液误差大(1%~5%)、平行孔重复性差、长时间操作易疲劳、通量受限等问题,且昂贵的酶制剂与辅酶试剂易因人工操作浪费,导致实验成本高、周期长、数据可信度不足。随着药物研发化合物库规模扩大,高通量、自动化、标准化的液体处理技术成为必然趋势。

博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统作为国产桌面式高精度分液设备,集成非接触式分液、8 通道并行处理、独立管路及智能触屏控制等技术,适配药物代谢酶反应体系的多组分、微体积、高通量配制需求,可有效解决人工操作瓶颈,为体外药物代谢研究提供可靠技术支撑。

一、博清生物自动分液系统技术特点

(一)非接触式分液:采用非接触式喷射分液技术,分液头不接触孔内液面与试剂,彻底避免交叉污染,适配肝微粒体、NADPH 辅酶等易污染、高活性生物试剂,保障酶活性稳定。

(二)高精度分液:微升级精准分液,分液精度 CV 值≤3%,远优于人工操作,确保每孔缓冲液、酶蛋白、底物等组分体积精准,反应体系浓度均一。

(三)高通量高效性:8 通道并行分液,单块 96 孔板全板分液仅需数十秒,双板型号可同步处理两块 96 孔板,单日实验通量较人工提升 3~5 倍,适配大规模化合物代谢筛选。

(四)独立管路防污染:各通道独立管路设计,不同试剂(如缓冲液、微粒体、辅酶)分路分液,无管路残留与交叉污染,适配多组分复杂反应体系。

(五)智能操作便捷:7 英寸触屏可视化编程,可自定义分液体积、孔位、顺序、速度,支持梯度稀释、多组分分步添加,一键启动自动运行,降低人员操作误差。

(六)适配生物试剂:分液速度两档可调,针对肝微粒体悬液、粘性辅酶溶液优化参数,避免起泡、挂壁、酶剪切失活,保障生物活性物质稳定性。

二、药物代谢酶反应体系配制的自动化应用流程

(一)实验体系设计

以 CYP450 酶体外代谢稳定性实验为例,标准 200μL 反应体系包含:

0.1M PBS 缓冲液(pH7.4):154μL;肝微粒体蛋白(0.5mg/mL):20μL;待测化合物(1μM):10μL;NADPH 辅酶再生系统:16μL(含 1mM NADP+、5mM 6 - 磷酸葡萄糖、1U/mL 6 - 磷酸葡萄糖脱氢酶、3.3mM 氯化镁)。

实验设置 3 组平行孔、空白对照(不加 NADPH)、阴性对照(不加底物),采用 96 孔板高通量配制,每块板处理 12 种化合物,每种化合物 8 个时间点(0、5、15、30、45、60、90、120min)。

(二)自动化配制步骤

1、试剂准备

预冷 PBS 缓冲液、肝微粒体悬液、NADPH 再生系统、化合物 DMSO 储备液,冰浴备用;

确认博清自动分液系统管路清洁、校准完成,安装适配吸头,放置 96 孔板于工作台,设置废液槽。

2、程序编辑

触屏设置分液参数:通道 1 分配 PBS(154μL / 孔),通道 2 分配肝微粒体(20μL / 孔),通道 3 分配化合物(10μL / 孔),通道 4 分配 NADPH 系统(16μL / 孔);

定义孔位范围:平行孔、对照孔分区设置,分液顺序为缓冲液→酶蛋白→化合物→辅酶,避免酶提前激活失活;

开启低速分液模式,适配生物试剂,防止起泡与酶损伤。

3、自动分液操作

启动程序,设备依次完成各组分分液:先全板分配 PBS 缓冲液,冰浴混匀;再加入肝微粒体,低速震荡混匀;随后添加待测化合物,充分混匀;最后加入 NADPH 系统启动反应,立即置于 37℃恒温孵育;

全程非接触式操作,分液完成后自动清洗管路,无试剂残留。

4、孵育与终止

按预设时间点(0~120min),自动分液系统添加等体积预冷乙腈终止反应,离心后取上清液进行 LC-MS/MS 检测。

(三)人工对照流程

相同实验体系,采用单通道人工移液器分步移液,全程冰浴操作,由资深实验人员完成,记录操作时间、精度及平行孔误差。

三、讨论

(一)自动化分液对药物代谢研究的核心价值

药物代谢酶反应体系的核心是酶活性稳定、组分精准、体系均一,博清自动分液系统从三方面保障实验质量:

1、精度保障:微升级精准分液,消除人工移液随机误差,确保每孔反应体系浓度一致,代谢动力学数据更可靠;

2、活性保护:非接触式、低速分液模式,避免机械剪切与污染,维持肝微粒体、CYP450 酶天然活性;

3、高通量适配:满足大规模化合物代谢筛选需求,缩短研发周期,加速先导化合物优化。

(二)应用场景拓展

该系统不仅适用于 CYP450 酶体系,还可适配 UGT、SULT 等 Ⅱ 相代谢酶、重组酶、肝细胞悬液等多种药物代谢模型,同时覆盖代谢表型鉴定、酶抑制筛选、代谢产物分析等实验场景,通用性强。

(三)国产自动化设备优势

博清生物作为国产科研仪器品牌,自动分液系统兼具高精度、高性价比、本土化售后等优势,打破进口设备垄断,为国内药物研发机构提供经济、可靠的自动化解决方案,适配中小型实验室高通量升级需求。

博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统凭借高精度分液、非接触防污染、高通量高效、智能便捷操作等核心优势,可完美适配药物研发中药物代谢酶反应体系的高通量、标准化配制需求。与传统人工操作相比,该系统显著提升分液精度与实验通量,降低数据变异与试剂成本,保障酶反应稳定性与结果可靠性,为体外药物代谢研究、新药代谢安全性评价提供关键技术支撑,是药物研发实验室液体处理自动化升级的优选设备。