基于微流控技术的细胞水平高通量药物筛选系统的研究进展

药物筛选是新药研发的关键步骤,创新药物的发现需要采用适当的药物作用靶点对大量化合物样品进行筛选.高通量筛选系统能够实现数千个反应同时测试和分析,大大提高了药物筛选的实验规模和效率.其中基于细胞水平的高通量药物筛选系统因为更加接近人体生理条件,成为主要的筛选模式.而目前发展成熟的高通量细胞筛选系统主要基于多孔板,存在细胞...     

药物筛选新技术及其应用进展

药物筛选是应用适当的筛选方法和筛选技术从海量化合物中筛选出具有药理活性的化合物的方法,是提高研发效率、缩短周期、减少成本、降低风险、使新药研发能够持续进行的关键。药物筛选新技术的开发已成为医药科学研究的重要内容。该文就近年来发展的药物筛选新技术及其应用进行了简要综述。     

毛细管电泳药物筛选方法与技术

毛细管电泳（CE）在新药研发领域显示着重要的应用前景。CE使用水溶液介质作为实验体系,保证了药物筛选在类似于生命介质的环境中进行,优于其他传统体外仪器筛选方法。除了维持被筛选分子和作用对象的生物活性外,CE筛选过程着重突出配体与受体之间的相互作用。毛细管电泳药物筛选瞄准与药理学理论相关的重要参数,如结合常数K_b 、结合速率常数K_on 和解离速率常数K_off ,有利于模拟并预测机体内靶标与药物之间的相互作用过程。该文回顾了毛细管电泳进行药物筛选的历史,评述了毛细管电泳药物筛选方法所依据的理论和相对成熟的各种常用方法,并抽取了部分典型实例以及相关技术进行说明,对以亲和毛细管电泳、动力学毛细管电泳为手段的药物筛选方法进行了介绍,包括分子和细胞层次的药物筛选,以及针对不同类型的候选药物的研究工作都有提及。毛细管电泳与多种技术的联用,包括与质谱以及化学发光等联用发挥了更大的效能。联用方法还应用于中药有效成分的筛选。毛细管电泳在DNA编码化合物库筛选中将有良好应用前景。馏分收集的发展为筛选药物提供了广阔前景,它配合指数富集配体系统进化技术为毛细管电泳药物筛选提供了更多可能。总之,毛细管电泳多样可选的药物筛选方法和技术将为新概念的药物筛选与药物评价提供有力支撑。     

化合物结构特征与其基因表达信息的互补性研究

化合物分子指纹在化合物相似性比较、生物芯片技术在分子标记识别中都有着重要的应用, 因而受到广泛的重视. 但是由于这两个研究对象依传统的观点, 分属于化学信息学和生物信息学两个不同的研究领域, 因此一直未能在同一研究对象中同时得到应用. 近年来, 小分子刺激的生物芯片数据的大量出现, 使得联合化合物的结构特征及其基因表达谱信息共同的用于药物筛选成为可能. 为此, 根据本质和外延互补的哲学思想, 提出了综合运用这两种数据来共同描述化合物的新方法. 通过(1)只利用化合物分子指纹, (2)只利用化合物基因表达谱信息和(3)前面两种方法互补等三种方法在化合物相似性比较的研究中, 发现本文提出的互补方法比前两种方法的查询结果更准确: (1)使结构和功能两方面均相似的化合物之间的相似性更高, (2)并且能有效使那些仅在某一方面表现非常特殊的化合物能够暴露出来, 而得到有效地排除. 本研究给化学信息者和生物信息者重新审视以往的数据, 联合致力于药物的筛选提供了线索. 化合物分子指纹(本质)和基因表达谱(外延)的互补原理则为药物的筛选提供更有效的依据, 并最终加快药物的研发进程.     

分子印迹固相萃取技术在动物源食品中药物残留检测应用进展

以分子印迹材料作为特效吸附剂的分子印迹固相萃取技术具有从复杂样品中选择性吸附目标分子及其结构类似物的能力,较好地克服了由于样品复杂所带来的内源性干扰问题,因此非常适用于复杂样品的预处理与富集。本文介绍了分子印迹固相萃取技术的原理、最新进展以及相关萃取参数的优化过程,对近几年国内外分子印迹固相萃取技术在动物源食品中药物残留检测方面的应用进行了总结;阐明了分子印迹固相萃取技术在实际应用中存在的不足,并对其未来的发展进行了展望。     

中草药活性成分的高通量筛选技术研究进展

随着高通量筛选技术的不断发展,该技术已经成为发现新药物的重要途径之一。高通量筛选技术已大量应用于筛选药物活性成分的领域中,但是其中大部分为从化合物库中筛选活性成分,仅有十几篇文献应用于中药活性成分的筛选,而中国传统中草药却是探索和发展新药物的丰富来源。本文通过综述国内外2008年到2017年的相关文献,阐述了分子和细胞水平上的高通量筛选技术在中草药活性成分的筛选及其应用进展,为今后中草药新药研发提供参考。     

应用前沿亲和色谱研究分子之间相互作用及其应用

分子间的相互作用是一切生物或化学变化的基础。前沿亲和色谱作为通用性的研究分子间相互作用力的工具,利用它可得到分子之间相应的解吸常数K_d,并可对各种配体的亲和力大小进行排序。本文介绍了前沿亲和色谱的工作原理、前沿亲和色谱柱的构建,以及在药物筛选,生物相关领域的应用。与其他研究分子间相互作用的技术作了相应的比较。     

分子对接在药物虚拟筛选中的应用进展

虚拟筛选是药物设计的重要手段之一,利用小分子化合物与药物靶标间的分子对接运算,研究人员可以准确地获取两者之间的相互作用情况,从候选化合物库中快速筛选出潜在的药物或药物前体,从而加速药物开发过程。介绍了虚拟筛选与分子对接的相关原理与流程,主要综述了对药物进行虚拟筛选时所涉及的分子对接技术类型、常见的分子对接软件以及分子对接典型样例。分子对接对提高虚拟筛选的效率、降低药物开发的成本具有重要的现实意义。     

组合化学在开发纳米材料以及纳米生物医学研究中的应用进展

组合化学是一种将计算机辅助设计、有机化学合成以及高通量筛选一体化的技术. 它以高效、微量、高度自动化的特点而受到世人瞩目, 对药物研发中加速寻找先导化合物起到了极大的推进作用. 近年来随着纳米技术的迅速发展, 组合化学策略和高通量技术也在此领域中得到应用. 为在今后的研究中能够更好地将组合化学技术应用于纳米材料和纳米技术研究领域, 本文综述了组合化学在开发新型纳米材料以及通过对纳米材料进行表面化学修饰来提高其在生物医学领域的应用研究进展, 并对目前应用于纳米技术研究的高通量筛选技术, 如磁共振成像、自动化基因芯片系统和荧光激活细胞分类术以及对纳米组合化学目前遇到的一些挑战进行了简单概括, 并对其未来的发展趋势提出了展望.     

临近闪烁分析法在高通量筛选中的应用

起源于放射性免疫分析的临近闪烁分析法(scintillation proximity assay,SPA)是一种均相、灵敏、快速和简便的基于闪烁载体的分析平台。该平台可用于筛选药物靶点的先导化合物和研究其生理过程。由于无需分离,易于固定药物靶点和检测其活性,SPA成为一种重要的高通量筛选方法。由于放射性标记分子和亲和标签分子的多样化和商业化、以及液闪计数器和液相操作等技术的发展,SPA已经广泛用于受体结合、高通量药物筛选、酶分析、放射性免疫分析、蛋白质-蛋白质相互作用和细胞水平分析等方面。本文阐述了SPA原理,讨论了其关键技术(包括闪烁载体、液闪计数器和放射性标记分子),分析了其评价体系;同时简述了SPA分析的发展, 并介绍了其在高通量筛选中的应用实例, 归纳了存在的问题,给出了未来的发展趋势。目前,基于SPA和荧光分析方法已成为高通量药物筛选的热点研究领域, 这些筛选技术的革新必然提升我们对细胞体系生物学的全面理解和促进先导化合物筛选过程的显著进步。     

功能化核酸适体的筛选及分子识别应用

核酸适体是从寡核苷酸文库中筛选获得的一段单链寡核苷酸. 由于能与多种靶标分子高特异性结合, 核酸适体已发展成为一种新兴的分子识别工具, 广泛应用于生物医学等领域. 天然核酸文库有限的化学组成限制了核酸适体的结构和功能, 进而限制了其在分子识别中的应用. 功能化核酸适体通过引入特定的化学官能团使核酸序列具有更丰富的构象和功能, 增强其分子识别能力. 然而, 功能化核酸很难与核酸扩增方法兼容, 因而难以使用传统筛选方法进行功能化核酸的筛选. 因此, 优化筛选方法对于获得具有优异性能的功能化核酸适体至关重要. 本综述总结了功能化核酸适体的筛选方法, 并介绍了其作为分子识别工具在生物医学领域中的应用.     

核磁共振技术(NMR)在组合化学中的应用

对科学产生最大影响的分析方法是核磁共振技术(NMR),它被广泛用于许多领域.本文结合作者的研究结果评述了NMR在组合化学中的应用,着重于NMR在固相合成的应用、液态NMR和NMR在高通量筛选中的应用.     

血必净抗炎作用药效物质基础和多靶点作用效应

研究了血必净抗炎作用的药效物质基础, 并在分子层面上对复方多靶点作用进行阐释. 借助于计算机辅助药物设计技术, 构建血必净化学成分数据库, 综合应用同源模建、分子对接、药效团模型、数据库搜索等方法, 探讨其与炎症靶点5-脂氧合酶(5-LOX)、环氧合酶-2(COX-2)、IKK-2受体的相互作用关系. 血必净化学成分中与靶点5-LOX、COX-2、IKK-2结合效应较好的分别有30、36、8个分子; 有16个分子与2个或3个靶点存在作用, 其中15个分子对靶点5-LOX和COX-2有抑制作用, 迷迭香酸对3个靶点均有作用. 从分子层次上阐释了复方血必净抗炎作用的药效物质基础和多靶点作用效应, 为血必净复方的临床应用提供了科学依据; 同时, 也为寻找新型抗炎药物提供一定的参考和借鉴.     

基于毛细管电泳的天然产物中酶抑制剂筛选研究进展

人类疾病的发生往往与体内各种酶的功能失调密切相关,因此酶一直是目前新药研发的重要靶标。天然产物是发现新药的宝贵资源,但是由于成分复杂,活性筛选一直受制于耗时费力的分离纯化过程。毛细管电泳（CE）技术由于具有样品和试剂消耗少、灵活多样的分离模式且不受样品基质干扰的特点,可以直接从粗提物开始筛选活性成分,在复杂样品活性筛选中显示出独特的优势。该文综述了近十年来CE在天然产物中酶抑制剂筛选的研究进展。其中重点介绍了CE应用于重要药物靶标,包括转移酶（激酶）、水解酶以及氧化还原酶等方面的应用,总结了用于酶抑制剂筛选的电泳分离模式和酶动力学研究,并展望了CE用于天然产物中活性成分筛选的应用前景。     

基于配体、受体和复合物指纹的虚拟筛选方法比较

近年来, 作为基于配体和基于受体两种方法的补充, 以复合物指纹为基础的药物筛选方法相关研究正受到广泛的重视. 那么这种新兴的方法相对于传统方法在筛选结果准确率上是否具有优势? 同时, 由于复合物指纹可以通过复合物结构测定和将相应蛋白和配体进行分子对接两种方式获得, 那么基于这两种方式获得的复合物指纹所得的筛选结果准确率是否有显著性差异呢? 通过对一系列HIV-1蛋白酶复合物晶体结构同时进行基于配体的相似性搜索、分子对接传统的能量打分、基于复合物晶体结构的复合物指纹的相似性搜索和基于分子对接所得复合物结构的复合物指纹的相似性搜索的筛选比较, 结果表明: (1)如果三种方法都是直接基于实验结构, 那么复合物指纹和分子对接两种方法都因为是兼顾了受体和配体两个方面, 准确率都要高于仅仅基于配体的方法|(2)实际运用中, 通过实验测定所有复合物结构并不可行, 因此需要进行分子对接才能大量的获得复合物结构并进一步生成相应的复合物指纹, 令人兴奋的是, 基于此种方式获得的复合物指纹与直接基于实验复合物结构获得的复合物指纹在筛选结果上并无显著性差异, 从而可以作为实验复合物指纹筛选方法的有效补充.     

镜像配基筛选:克服“酶屏障”的多肽、寡核苷酸药物研发技术

生物体内存在的酶屏障是功能性多肽和寡核苷酸成药的重要瓶颈.以镜像噬菌体展示技术(mirror-image phage display)和镜像适配体筛选技术(Spiegelmer technology)为代表的镜像配基筛选技术能有效地克服这一屏障,获得对靶点具有特异识别能力且在生理条件下高度稳定的D型多肽和L型寡核苷酸配基,有望成为多肽或寡核苷酸类特异性药物研发的有利工具.本文主要综述镜像配基筛选技术的原理及其在药学领域的研究进展.     

一种高选择性固相萃取吸附剂--分子印迹聚合物

固相萃取是对样品富集、分离的一种有效方法,因而得到广泛应用.分子印迹是近些年发展起来的新技术,由于分子印迹聚合物具有高的选择性,被应用于环境、药物、生物、食品等样品的分析.本文介绍了固相萃取和分子印迹技术的原理以及两者结合用于固相萃取的过程,对近10年来国内外分子印迹聚合物应用于固相萃取的研究工作进行了总结和评述,并对其将来的发展进行了展望.     

RNA切割型脱氧核酶在致病菌检测中的研究进展

脱氧核酶是通过体外筛选技术得到的具有催化功能的单链寡核苷酸分子. 随着体外筛选技术的发展, 越来越多的脱氧核酶被筛选出来. 其中, 靶向细菌的具有RNA切割作用的脱氧核酶(RNA-cleaving DNAzyme, RCD)同时拥有分子识别和催化RNA裂解的功能, 且具有设计灵活、 易于制备和修饰、 成本低廉等优势, 在致病菌检测领域获得了广泛的关注和应用, 为致病菌的早期发现和预防提供了全新的分子工具. 本文系统总结了RCD在致病菌检测中的研究和应用, 并对其面临的问题和未来发展前景进行了展望.     

生物膜色谱及其在药物活性成分分析中的应用

介绍了一种新兴的色谱技术-生物膜色谱技术，综述了生物膜色谱技术近十几年的发展状况、生物膜的制备与固定化的各种方法，着重介绍其用于药物与膜相互作用研究的原理及研究成果，并展望了该技术在药物活性成分筛选和活性评价领域的应用前景。     

采用毛细管电泳方法以凝血酶为靶筛选天然药物提取化合物

采用毛细管电泳(CE)法研究了凝血酶和水蛭素及肝素间的相互作用, 并测定了凝血酶和水蛭素的结合常数. 选择凝血酶为靶点, 建立了快速灵敏的从天然植物提取物中筛选出先导化合物的CE方法. 在接近生理环境的水溶液条件下, 研究了两色金鸡菊、肉苁蓉和黄蜀葵中天然植物提取物与凝血酶之间的相互作用; 与阴性对照和阳性对照相比, 从11个天然化合物中快速筛选出与凝血酶有相互作用的6个化合物, 提高了天然植物提取物药理活性筛选的效率.