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我系张凡教授研究团队实现口服制剂在动物活体内胃肠道药物释放的实时定量监测
发布时间:2017-03-15  阅读次数:0

    近日,化学系张凡教授研究团队(http://nanobiolab.fudan.edu.cn/)利用近红外荧光成像技术实现了口服给药微载体在动物活体内胃肠道药物释放的实时定量监测,未来有望应用于口服药物开发过程中药代动力学的精准检测,为药物从实验室走向临床提供了全新的分析手段。3月10日,相关研究论文“In vivo gastrointestinal drug-release monitoring through second near-infrared window fluorescent bioimaging with orally delivered microcarriers” 在线发表于《自然通讯》(Nature Communications 8, 14702 (2017))。张凡课题组的博士生王睿为论文第一作者。
    口服制剂在进行临床转化前,其活体药物释放动力学及药物载体本身的代谢情况评估尤为重要。截至目前,已有多种成像技术被应用于活体药物释放的监测,包括超声成像、正电子发射计算机断层显像(PET-CT)成像、核磁共振成像(MRI)等。但是,这些检测技术受限于其较低的时间和空间分辨率,因而无法达到对药物载体和药物释放情况实时监测的目的。相比之下,荧光成像技术具有实时、非侵入性、无辐射、检测成本低等优点,对于实时活体内药物释放监测具有很大的潜力。然而目前应用于体内药物释放监测的荧光成像方法如荧光共振能量转移技术,其吸收和发射波长往往局限于组织穿透深度较浅的可见光区(400-750 nm)和近红外第一窗口(NIR-I, 750-900 nm),极大地限制了该技术在活体监控释药方面的应用。
    针对目前存在的问题,复旦大学化学系的张凡教授研究团队构建了基于吸收竞争原理(absorption competition induced emission, ACIE)的新型近红外成像检测体系。利用穿透深度较深的近红外第二窗口(NIR-II, 1000-1400 nm)稀土纳米探针(1060nm发射)实现了动物活体内药物载体和药剂释放的实时监控。

    图1. (a)红外成像分析用于活体药物释放监控;使用808 nm和730 nm两束不同的近红外激光来分别实现口服给药后药物载体在活体内运动轨迹的监测和药物载体在肠道药物释放的定量监测;(b)药物释放量数学计算公式;(c)活体成像分析结果;(d)由c图中成像结果提取的数值结合b图中的数学计算得出的不同时间药物释放量。
    通过与传统的碘I125同位素药代动力学分析方法对比发现,两者的检测结果具有很好的相关性,而新的近红外成像技术不仅避免了放射性同位素的使用,而且可以原位实时的反应药物在活体内的释放情况,相对于通过解剖方式来获取结果的同位素标记法更能够反映药物在活体内的真实药代过程,并且检测的效率也大幅提高。因此这种新的分析技术有望应用于高通量的药代动力学筛选,为药物从实验室走向临床提供更好地检测手段。
    该工作得到了复旦大学化学系、聚合物工程国家重点实验室、复旦大学先进材料实验室、国家自然科学基金优秀青年基金、中组部青年拔尖人才计划的大力支持。

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