血脑屏障模型渗透测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-03  

本检测系统阐述了血脑屏障模型渗透测试的技术体系,涵盖核心检测项目、适用范围、关键实验方法及所需仪器设备。文章旨在为神经药理学、毒理学及中枢神经系统药物递送研究提供标准化的体外评估框架,通过模拟血脑屏障的复杂生理功能,定量分析物质的跨屏障转运能力与机制。

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)测定:计算化合物从供体腔到受体腔的渗透速率,是评估跨屏障效率的核心定量指标。

外排比率(ER)评估:通过双向转运实验,计算基底侧到顶端侧与顶端侧到基底侧Papp的比值,用于识别P-糖蛋白等外排转运体的底物。

细胞单层完整性验证:通过测量跨内皮细胞电阻和荧光标记物渗透性,确保测试前屏障模型的完整性与紧密连接功能正常。

细胞活力检测:使用MTT或LDH释放法等,评估测试化合物对构成血脑屏障模型的细胞是否产生毒性影响。

旁路途径渗透分析:研究化合物通过细胞间紧密连接(旁细胞途径)的渗透能力,通常使用甘露醇等标志物进行评估。

转运体介导的摄取研究:评估化合物是否通过特定摄入转运体(如GLUT1、LAT1)被主动摄取进入脑内皮细胞。

蛋白结合率影响测试:考察化合物与血浆蛋白结合后,其游离部分对实际渗透能力的影响。

代谢稳定性测试:在共培养模型中,评估化合物在穿越过程中是否被屏障相关的酶(如单胺氧化酶)代谢。

炎症因子影响评估:研究在炎症刺激下,血脑屏障通透性的变化及其对特定化合物渗透性的影响。

药物相互作用筛查:测试候选药物与已知外排转运体抑制剂或诱导剂共同给药时,其渗透性的变化。

检测范围

小分子化学药物:针对治疗中枢神经系统疾病(如阿尔茨海默病、癫痫)的新化学实体,评估其入脑潜力。

生物制剂与大分子:包括抗体、核酸类药物(如siRNA)、蛋白多肽等,测试其穿越血脑屏障的固有难度。

纳米递送系统:评估脂质体、聚合物纳米粒、外泌体等纳米载体搭载药物后的穿透效率与机制。

天然产物与中药活性成分:筛选来源于植物或动物的活性成分,明确其是否具备入脑药效基础。

神经毒性物质:评估环境污染物、重金属、神经毒素等有害物质穿透血脑屏障的能力及潜在神经毒性风险。

诊断用造影剂:测试用于脑部影像学(如MRI、PET)的造影剂或探针的屏障穿透性与安全性。

基因治疗载体:研究腺相关病毒、慢病毒等病毒载体穿越或感染脑微血管内皮细胞的能力。

血脑屏障调节剂:评估旨在暂时、可逆地开放血脑屏障的化学或物理方法(如甘露醇、超声)的效果与安全性。

疾病状态模型下的化合物:在模拟脑肿瘤、中风、神经退行性病变的病理屏障模型上,测试药物的渗透性变化。

候选药物的结构优化指导:用于药物化学早期研发,通过构效关系分析指导分子结构修饰以提高入脑性。

检测方法

Transwell体外模型法:将脑微血管内皮细胞培养于多孔膜上形成单层,是最经典和广泛使用的静态渗透测试方法。

动态体外微流控芯片模型:在芯片中构建三维血管腔,施加流体剪切力,更真实地模拟体内血液流动的微环境。

细胞共培养模型法:将脑内皮细胞与星形胶质细胞、周细胞等共培养,建立更接近生理状态的神经血管单元模型。

放射性同位素标记法:使用³H或¹⁴C标记待测物,通过液闪计数仪高灵敏度、定量地检测其转运量。

液相色谱-质谱联用法:利用LC-MS/MS高特异性、高灵敏度地定量分析复杂生物基质中未标记化合物的浓度。

荧光标记与共聚焦显微成像法:使用荧光染料标记待测物或纳米载体,直观观察其在细胞内的分布与跨膜过程。

跨内皮电阻实时监测法:使用电阻仪持续监测细胞单层的TEER值,作为屏障完整性的实时、无创指标。

囊泡外排转运体活性测定法:从细胞膜制备富含转运蛋白的膜囊泡,用于直接研究外排转运体的底物特异性与抑制效应。

基于质谱的蛋白质组学分析:分析在化合物处理或疾病状态下,血脑屏障模型细胞中紧密连接蛋白、转运体蛋白的表达变化。

计算机模拟预测法:结合化合物的理化参数(如Log P, MW, PSA),利用in silico模型初步预测其血脑屏障渗透性。

检测仪器设备

Transwell培养板与细胞培养插入件:提供多孔聚碳酸酯或聚酯膜,是构建静态血脑屏障细胞单层的基础耗材。

跨内皮电阻测量仪:专用电极系统,用于精确、无损地测量细胞单层的电阻值,评估屏障紧密性。

微流控芯片系统:包含精密加工的芯片、流体控制系统和泵,用于构建和运行动态血脑屏障模型。

液相色谱-串联质谱仪:高精度分析仪器,用于准确定量转运实验中极低浓度的待测化合物及其代谢物。

液体闪烁计数器:用于高灵敏度检测经放射性同位素标记的化合物在受体液和供体液中的放射性计数。

倒置荧光显微镜与共聚焦显微镜:用于观察细胞形态、荧光标记物的细胞内定位及跨膜转运过程的成像设备。

酶标仪:用于进行MTT、LDH、荧光素钠等基于吸光度或荧光信号的细胞活力与通透性检测。

超高效液相色谱仪:常与质谱联用或单独配备紫外/荧光检测器,用于高效分离和定量分析样品。

细胞培养箱与活细胞工作站:提供恒定的温度、湿度和CO₂环境,后者可在培养条件下进行长时间动态成像。

超速离心机与膜囊泡制备系统:用于制备表达特定转运蛋白的细胞膜囊泡,以研究主动转运机制。

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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