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微流控技术在医药应用中的前景展望

 分析仪器正向着微型化、集成化的方向发展。微流控技术因具有分析微型化和实验通量化的特点,已被公认为21世纪最为重要的前沿技术之一。当今的微流控技术在生物化学领域的研究已经日趋成熟,在核酸蛋白质和细胞的检测已经商品化,而在医药领域的应用尚处于早期阶段。

 

 目前微流控技术在医药中的应用,尤其是在中药领域的应用尚处早期阶段。但从实践应用发展的角度看,微流控技术的优势可在医药领域得到有效发挥,尤其是在新药研究、中药质量控制中发展空间很大。

 

一、微流控技术在新药研发中的应用前景

 

天然药物筛选

 

    天然药物筛选是现阶段新药研发的重要途径。目前天然产物活性成分的筛选主要基于酶、受体、蛋白质技术,因此在筛选过程中主要考虑的问题是:靶标物质的筛选、先导化合物的识别与优化和活性成分的高通量筛选。在靶标物质的筛选过程中,微流控芯片可以针对多个治病指标从天然产物活性成分中筛选合适的靶标;在先导化合物的识别与优化过程中,通过化合物与微流控芯片删的特定的靶点或抑制、催化某种反应的相关联性进行筛选;在活性成分的高通量筛选过程中,微流控技术中的很多技术如多路系统、微孔阵列、基件式微流控法和浓度梯度法,都已经应用到天然药物筛选的过程中。

 

中药方剂筛选

 

 应用微流控技术对我国中药中的传统古方、验方在分子和细胞水平进行快速的筛选和验证,能够促进我国中药的发展,保护珍贵中药组方的研究和整理。已报道研制出一种高效液相高容量芯片串联四级杆飞行时间质谱仪,用此仪器对极性较宽的混合成分进行分析,发现其灵敏度时普通LC/MS的4~30倍,所具有的较宽的极性范围可用于中药多组分成分分析。目前,细胞吸收模型常用于中药有效成分的筛选及有效成分吸收机制的研究,体外细胞模具是研究中药药效的有效方法。

 

药物制剂研究

 

 微流控芯片可通过对液体流的控制,以预期方式来释放药物,用于制作药物控释递送体系。已研制出一种硅材料的微芯片,可通过电刺激释放一种或多种化学物质。微流控技术还可用于制备乳剂和微球。研究了乳化剂用量、油水两相流速比和流速等条件对乳液粒径的影响,并尝试制备了粒径在几十到几百微米均可控的壳聚糖微球。制备得到的壳聚糖乳粒径分布系数<10%。

微流控技术 

二、微流控技术在中药质量控制中的应用前景

 

有效成分含量测定

 

 目前我国已有应用微流控对药品进行含量测定的报道,有效体现了微流控技术分析速度快,试剂用量少,干扰因素少等优点。但从整体上看,大多是针对简单的化学药品或单一中药制剂进行的研究。微流控技术多通道高效分离的特点,在中药多组分或复杂成分含量测定中的优势还没有得到有效发挥。分析其原因主要是微流控技术应用于中药含量测定还有一些问题没有解决。

 

与生物效应指纹图谱相结合

 

      中药指纹图谱技术现已成为中药质量控制的重要手段,该技术能够较全面的反应中药所含的化学物质群。但我们知道,各化学成分的多少有时很难和生物效应有直接的强弱关系。通过分离获取中药的各化学成分并测量其生物效价可以很好的反应其质量,但此工作耗时耗力,现实难以应用。应用现有的已成熟的分离手段——色谱分离,结合分子确定手段——MS或NMR,再应用微流控技术对细胞的生物效价的额成熟研究,这三者结合起来控制中药原料及制剂的质量,对中药整体性认识将会有一个突破性的发展,同时对于中药的质量控制将会提高到一个新的层次。



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