血脑屏障穿透性实验

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-12  

本检测详细阐述了血脑屏障穿透性实验的核心技术体系。文章系统性地介绍了该实验所涵盖的关键检测项目、广泛的检测范围、主流的检测方法以及必需的仪器设备。内容旨在为神经药理学、药物开发及神经科学领域的研究人员提供一份全面且实用的技术参考,以评估化合物或治疗性分子穿越血脑屏障的能力。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

表观渗透系数(Papp):用于定量描述化合物从供体腔到受体腔的净转运速率,是评价穿透性的核心参数。

外排比率(ER):通过比较双向(A-B与B-A)的Papp值,评估P-糖蛋白等外排转运体的影响,ER大于2提示存在显著外排。

细胞单层完整性:通过测定跨膜电阻(TEER)和荧光黄透过率,确保实验所用细胞屏障模型的完整性与可靠性。

细胞活力检测:采用MTT或CCK-8等方法,评估测试化合物对血脑屏障模型细胞的潜在毒性。

蛋白结合率:测定化合物与血浆蛋白的结合程度,因为只有游离态的药物分子才可能穿透血脑屏障。

表观渗透性分类:根据Papp值将化合物分为高、中、低渗透性等级,用于初步筛选。

载体介导转运动力学:通过米氏动力学分析,研究特定营养物质或药物经载体(如GLUT1)转运的饱和性与竞争性。

外排转运体抑制实验:使用维拉帕米等抑制剂,验证并量化外排转运体(如P-gp, BCRP)对化合物穿透的抑制作用。

细胞内蓄积量:检测化合物在脑微血管内皮细胞内的浓度,评估其是否被细胞主动摄取或滞留。

代谢稳定性:考察化合物在穿越血脑屏障过程中,是否被内皮细胞内的酶(如CYP450)代谢降解。

检测范围

小分子化学药物:评估中枢神经系统疾病(如阿尔茨海默病、癫痫)候选药物分子的入脑潜力。

生物大分子:包括抗体、多肽、核酸类药物(如siRNA, ASO)等,研究其穿越血脑屏障的机制与效率。

纳米递送系统:测试脂质体、聚合物纳米粒等载体包裹药物后,对血脑屏障穿透性的改善效果。

天然产物及提取物:筛选中药或天然来源化合物中具有入脑活性的成分。

神经毒素与环境污染物:研究重金属、有机污染物等有害物质侵入大脑的途径与风险。

营养物质与代谢物:探究葡萄糖、氨基酸等必需营养物质如何通过特定转运体进入大脑。

放射性示踪剂:为正电子发射断层扫描(PET)等影像技术开发新型脑部显影剂。

基因治疗载体:评估腺相关病毒(AAV)、慢病毒等病毒载体穿越血脑屏障的能力。

细胞治疗产品:研究间充质干细胞、免疫细胞等治疗性细胞穿越血脑屏障的机制。

血脑屏障调节剂:测试能可逆性开放血脑屏障的化合物(如甘露醇、缓激肽类似物)的效果与安全性。

检测方法

体外细胞模型(Transwell法):将脑微血管内皮细胞培养于多孔滤膜上形成单层,是最经典的高通量筛选方法。

平行人工膜渗透分析(PAMPA-BBB):使用脂质膜模拟血脑屏障,快速预测化合物的被动扩散能力。

微血管片段分离灌注法:从动物脑组织分离完整的微血管片段,用于研究更接近生理状态的转运过程。

在体脑灌注技术:在麻醉动物颈动脉进行灌注,直接测定化合物在单次循环中的脑摄取率,排除全身代谢干扰。

微透析技术:将探针植入动物脑部特定区域,连续采样测定细胞外液中化合物的浓度,提供动态药代信息。

原位荧光/生物发光成像:给动物注射荧光或发光标记的化合物,通过活体成像系统直观观察其在脑部的分布。

质谱成像(MSI):无需标记,直接对脑组织切片进行扫描,获得化合物在脑内空间分布的精确信息。

类器官共培养模型:将脑血管内皮细胞与星形胶质细胞、周细胞等进行三维共培养,构建更复杂的体外仿生模型。

基于流式细胞术的摄取分析:对培养的脑内皮细胞进行药物孵育后,利用流式细胞仪定量分析细胞内的荧光信号。

计算预测模型(in silico):基于化合物的理化参数(如LogP, 分子量,氢键数),利用软件算法预测其血脑屏障穿透性。

检测仪器设备

Transwell培养板:提供多孔聚碳酸酯膜插片,是建立体外血脑屏障细胞模型的必备耗材。

跨膜电阻测量仪(TEER仪):通过测量细胞单层的电阻值,实时、无创地监控屏障的完整性与紧密连接形成情况。

高效液相色谱仪(HPLC):配备紫外或荧光检测器,用于精确测定接收液中化合物的浓度。

液相色谱-串联质谱联用仪(LC-MS/MS):提供极高的灵敏度与特异性,是进行复杂生物样本中药物定量分析的金标准。

酶标仪(微孔板读数仪):用于进行MTT/CCK-8细胞毒性检测、荧光黄透过实验以及部分荧光标记物的定量。

活体小动物光学成像系统:能够非侵入性地实时观测荧光或生物发光标记化合物在活体动物脑部的分布与动力学过程。

激光共聚焦显微镜:用于高分辨率观察荧光标记化合物在细胞模型中的定位、摄取及跨细胞转运过程。

流式细胞仪:快速、定量地分析大量单个细胞内药物或纳米载体的摄取量与分布情况。

微透析系统:包括微透析泵、探针、微量收集器及分析设备,用于在体连续采集脑内细胞外液。

组织匀浆器与低温离心机:用于处理脑组织样本,分离血管片段或制备匀浆液以进行后续的药物浓度分析。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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