动物实验中的各类型助溶剂详细操作介绍
2024-10-10 来源: MedChemExpress (MCE) 点击次数:2201师姐师姐，为什么我和你给药浓度相同，药效却和你做出来的相差很多呀？
让我看看，哎呀，你这个悬浮液怎么都是颗粒呀，没有往里面添加助溶剂吗？
像这种溶解度不佳的药物，是否完全溶解对药效影响很大的，在实验过程中要选择合适的助溶剂，这样才能提高给药的效率呢~
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那么助溶剂究竟该如何使用呢？小 M 给您带来了助溶剂的操作介绍！本篇均以内附雷帕霉素的动物实验溶解方案为例，不要错过喔~
01
环糊精类
环糊精是一类聚阴离子环状低聚糖的总称，含有形成环状结构的吡喃葡萄糖单元[2]。通过减少客体和环境之间的接触，增加溶解度[3]。由于可以提高药物的溶解度、稳定性和生物相容性广泛使用于动物实验中[4]。
FDA 批准的医用辅料包括羟丙基-β-环糊精 (HP-β-CD, HY-101103)、磺丁基-β-环糊精 (SBE-β-CD, HY-17031)，与前者相比 SBE-β-CD 的助溶效果更优，比如孕酮在 400 mM SBE-β-CD 浓度下的溶解度比其固有溶解度高约 7000 倍[5]。
示例：雷帕霉素动物实验溶解方案之环糊精
依序添加每种溶剂：10% EtOH 90% (20% SBE-β-CD) in Saline
Solubility: 2.5 mg/mL (2.73 mM); 悬浊液; 超声助溶。
此方案可获得 2.5 mg/mL 的均匀悬浊液，悬浊液可用于口服和腹腔注射。
以 1 mL 工作液为例，取 100 μL 25.0 mg/mL 的澄清 EtOH 储备液加到 900 μL 20% 的 SBE-β-CD 生理盐水水溶液 中，混合均匀。
20% SBE-β-CD in Saline 的配制 (4°C，储存一周)：2 g SBE-β-CD (磺丁基醚 β-环糊精) 粉末定容于 10 mL 的生理盐水中，完全溶解至澄清透明。)
02
油脂类
油脂类助溶剂常用于脂溶性强的药物溶解，常用的油脂类助溶剂有 Corn oil (HY-Y1888)、Olive oil (HY-108749)、Soybean oil (HY-108750) 等，可用乙醇/DMSO 配置药物原液，然后用玉米油稀释，但油脂类助溶剂由于营养物质较为丰富，使用时要注意无菌操作防止污染[6]。
示例：雷帕霉素动物实验溶解方案之玉米油
依序添加每种溶剂：10% DMSO 90% Corn Oil
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液。
此方案可获得 ≥ 2.08 mg/mL (饱和度未知) 的澄清溶液，此方案实验周期在半个月以上的动物实验酌情使用。
以 1 mL 工作液为例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 900 μL 玉米油中，混合均匀。
03
溶剂类
DMSO（HY-Y0320）是一种极性非质子溶剂，由于助溶效果显著和对实验动物低毒性得以广泛应用。可单独使用制得药物原液[6]，但在动物给药实验中，一般与不同类别的助溶剂进行配比使用[7]。类似的极性非质子溶剂还有 DMF (HY-Y0345)、DMA (HY-W042416)、NMP (HY-Y1275) 等。
小彩蛋：DMSO 是细胞实验的常客，自然也经常用于细胞冻存。为了满足大家对细胞冻存的需求，我们开发了 DMSO, Cryoprotectant vitrification agent (HY-Y0320D)，经过了 Cytoxicity or abnormal cell growth (CF) 实验检测、内毒素水平检测，并且无动物源性成分，可用于冷冻保存细胞、组织或器官。
04
PEG 及其衍生物
聚乙二醇 (polyethylene glycol，PEG) 是一种亲水性的聚合物，由乙二醇重复单元形成、分子量因聚合度不同而异，PEG300 (HY-Y0873)、PEG400 (HY-Y0873A)、PEG600 (HY-Y0873F) 化学性质稳定、安全无毒，因此常用于药物助溶剂。其中 PEG300 因为低免疫原性和粘度使用最为广泛。
示例：雷帕霉素动物实验溶解方案之 PEG300/吐温 80
依序添加每种溶剂：10% DMSO 40% PEG300 5% Tween-80 45% Saline
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液
此方案可获得 ≥ 2.08 mg/mL（饱和度未知）的澄清溶液。
以 1 mL 工作液为例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀；再向上述体系中加入 50 μL Tween-80，混合均匀；然后再继续加入 450 μL 生理盐水 定容至 1 mL。
05
表面活性剂
常用作药物辅料的吐温系列和泊洛沙姆系列，作为经典的表面活性剂，也常用于药物助溶。比如 Tween 80 (HY-Y1891) 可与 DMSO、PEG300、生理盐水混合配比用于小鼠腹腔注射[7]，还可以减少细菌附着并抑制生物膜的形成[10]。Poloxamer 407 (F127) (HY-D1005) 是一种无毒的非离子型表面活性剂，Poloxamer 188 (F68) (HY-D1005H) 与 Poloxamer 407 (F127) 类似，属于生物相容性共聚物，可提高药物分子的溶解度和生物利用度[11]。
06
多组分试剂
此外，还有多组分试剂，如，Phosal 50 PG (HY-Y1903) 是标准化的磷脂酰胆碱浓缩物，由大豆磷脂酰胆碱和多种溶剂混合配制而成。可作为亲脂性化合物载体，有助于活性成分的吸收，能改善药物的有效性和治疗指数[12]。
07
小结
这篇文章中我们总结了各种不同的助溶剂，实际实验中助溶剂的选择建议大家多多参考文献，摸索出最适合自己研究的药物和给药方式的助溶剂方案~最近开学季活动，萌 Cece 给大家争取到了助溶剂全线产品 6.5 折优惠哦~
[1] Nasr G, et al. Cyclodextrins permeabilize DPPC liposome membranes: a focus on cholesterol content, cyclodextrin type, and concentration. Beilstein J Org Chem. 2023 Oct 17;19:1570-1579.
[2] Pardeshi CV, et al. Sulfobutylether-β-cyclodextrin: A functional biopolymer for drug delivery applications. Carbohydr Polym. 2023 Feb 1;301(Pt B):120347.
[3] Huang J, et al. Application of sodium sulfobutylether-β-cyclodextrin based on encapsulation. Carbohydr Polym. 2024 Jun 1;333:121985.
[4] Münster M, et al. Comparative in vitro and in vivo taste assessment of liquid praziquantel formulations. Int J Pharm. 2017 Aug 30;529(1-2):310-318.
[5] Shankar VK, et al. Optimization of sulfobutyl-ether-β-cyclodextrin levels in oral formulations to enhance progesterone bioavailability. Int J Pharm. 2021 Mar 1;596:120212.
[6] Guo Q, et al. Induction of alarmin S100A8/A9 mediates activation of aberrant neutrophils in the pathogenesis of COVID-19. Cell Host Microbe. 2021 Feb 10;29(2):222-235.e4.
[7] Kuang J, et al. Exclusion of HDAC1/2 complexes by oncogenic nuclear condensates. Mol Cancer. 2024 Apr 27;23(1):85.
[8] Fujihara M, et al. Vitrification of canine ovarian tissues with polyvinylpyrrolidone preserves the survival and developmental capacity of primordial follicles. Sci Rep. 2019 Mar 8;9(1):3970.
[9] Bollenbach L, et al. Poloxamer 188 as surfactant in biological formulations - An alternative for polysorbate 20/80? Int J Pharm. 2022 May 25;620:121706.
[10] Okino S, et al. Effects of Tween 80 on cellulase stability under agitated conditions. Bioresour Technol. 2013 Aug;142:535-9.
[11] Li G, et al. Enhanced oral bioavailability of magnolol via mixed micelles and nanosuspensions based on Soluplus®-Poloxamer 188. Drug Deliv. 2020 Dec;27(1):1010-1017.
[12] Khani S, et al. Improved oral bioavalability of mebudipine upon administration in PhytoSolve and Phosal-based formulation (PBF). AAPS PharmSciTech. 2014 Feb;15(1):96-102.
让我看看，哎呀，你这个悬浮液怎么都是颗粒呀，没有往里面添加助溶剂吗？
像这种溶解度不佳的药物，是否完全溶解对药效影响很大的，在实验过程中要选择合适的助溶剂，这样才能提高给药的效率呢~
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那么助溶剂究竟该如何使用呢？小 M 给您带来了助溶剂的操作介绍！本篇均以内附雷帕霉素的动物实验溶解方案为例，不要错过喔~
01
环糊精类
图 1. β-环糊精的三维结构[1]。
环糊精是一类聚阴离子环状低聚糖的总称，含有形成环状结构的吡喃葡萄糖单元[2]。通过减少客体和环境之间的接触，增加溶解度[3]。由于可以提高药物的溶解度、稳定性和生物相容性广泛使用于动物实验中[4]。
FDA 批准的医用辅料包括羟丙基-β-环糊精 (HP-β-CD, HY-101103)、磺丁基-β-环糊精 (SBE-β-CD, HY-17031)，与前者相比 SBE-β-CD 的助溶效果更优，比如孕酮在 400 mM SBE-β-CD 浓度下的溶解度比其固有溶解度高约 7000 倍[5]。
示例：雷帕霉素动物实验溶解方案之环糊精
依序添加每种溶剂：10% EtOH 90% (20% SBE-β-CD) in Saline
Solubility: 2.5 mg/mL (2.73 mM); 悬浊液; 超声助溶。
此方案可获得 2.5 mg/mL 的均匀悬浊液，悬浊液可用于口服和腹腔注射。
以 1 mL 工作液为例，取 100 μL 25.0 mg/mL 的澄清 EtOH 储备液加到 900 μL 20% 的 SBE-β-CD 生理盐水水溶液 中，混合均匀。
20% SBE-β-CD in Saline 的配制 (4°C，储存一周)：2 g SBE-β-CD (磺丁基醚 β-环糊精) 粉末定容于 10 mL 的生理盐水中，完全溶解至澄清透明。)
02
油脂类
油脂类助溶剂常用于脂溶性强的药物溶解，常用的油脂类助溶剂有 Corn oil (HY-Y1888)、Olive oil (HY-108749)、Soybean oil (HY-108750) 等，可用乙醇/DMSO 配置药物原液，然后用玉米油稀释，但油脂类助溶剂由于营养物质较为丰富，使用时要注意无菌操作防止污染[6]。
示例：雷帕霉素动物实验溶解方案之玉米油
依序添加每种溶剂：10% DMSO 90% Corn Oil
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液。
此方案可获得 ≥ 2.08 mg/mL (饱和度未知) 的澄清溶液，此方案实验周期在半个月以上的动物实验酌情使用。
以 1 mL 工作液为例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 900 μL 玉米油中，混合均匀。
03
溶剂类
DMSO（HY-Y0320）是一种极性非质子溶剂，由于助溶效果显著和对实验动物低毒性得以广泛应用。可单独使用制得药物原液[6]，但在动物给药实验中，一般与不同类别的助溶剂进行配比使用[7]。类似的极性非质子溶剂还有 DMF (HY-Y0345)、DMA (HY-W042416)、NMP (HY-Y1275) 等。
小彩蛋：DMSO 是细胞实验的常客，自然也经常用于细胞冻存。为了满足大家对细胞冻存的需求，我们开发了 DMSO, Cryoprotectant vitrification agent (HY-Y0320D)，经过了 Cytoxicity or abnormal cell growth (CF) 实验检测、内毒素水平检测，并且无动物源性成分，可用于冷冻保存细胞、组织或器官。
图 2. 冷冻保存前、后，卵巢组织中形态正常卵泡的平均百分比。运用单一冷冻保护剂时，DMSO 效果较优。不同冷冻保存条件包括：慢速冷冻、玻璃化冷冻而不添加任何冷冻保护剂 (对照)、DMSO、PVP[8]。
04
PEG 及其衍生物
聚乙二醇 (polyethylene glycol，PEG) 是一种亲水性的聚合物，由乙二醇重复单元形成、分子量因聚合度不同而异，PEG300 (HY-Y0873)、PEG400 (HY-Y0873A)、PEG600 (HY-Y0873F) 化学性质稳定、安全无毒，因此常用于药物助溶剂。其中 PEG300 因为低免疫原性和粘度使用最为广泛。
示例：雷帕霉素动物实验溶解方案之 PEG300/吐温 80
依序添加每种溶剂：10% DMSO 40% PEG300 5% Tween-80 45% Saline
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液
此方案可获得 ≥ 2.08 mg/mL（饱和度未知）的澄清溶液。
以 1 mL 工作液为例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀；再向上述体系中加入 50 μL Tween-80，混合均匀；然后再继续加入 450 μL 生理盐水 定容至 1 mL。
05
表面活性剂
常用作药物辅料的吐温系列和泊洛沙姆系列，作为经典的表面活性剂，也常用于药物助溶。比如 Tween 80 (HY-Y1891) 可与 DMSO、PEG300、生理盐水混合配比用于小鼠腹腔注射[7]，还可以减少细菌附着并抑制生物膜的形成[10]。Poloxamer 407 (F127) (HY-D1005) 是一种无毒的非离子型表面活性剂，Poloxamer 188 (F68) (HY-D1005H) 与 Poloxamer 407 (F127) 类似，属于生物相容性共聚物，可提高药物分子的溶解度和生物利用度[11]。
图 3. Poloxamer 188 的结构[9]。
06
多组分试剂
此外，还有多组分试剂，如，Phosal 50 PG (HY-Y1903) 是标准化的磷脂酰胆碱浓缩物，由大豆磷脂酰胆碱和多种溶剂混合配制而成。可作为亲脂性化合物载体，有助于活性成分的吸收，能改善药物的有效性和治疗指数[12]。
07
小结
这篇文章中我们总结了各种不同的助溶剂，实际实验中助溶剂的选择建议大家多多参考文献，摸索出最适合自己研究的药物和给药方式的助溶剂方案~最近开学季活动，萌 Cece 给大家争取到了助溶剂全线产品 6.5 折优惠哦~
| 相关产品 | |
|
Catalog No. |
Drug Name |
|
HY-17031 |
SBE-β-CD |
|
HY-101103 |
HP-β-CD |
| HY-17031 | Methyl-β-cyclodextrin |
| HY-Y1888 | Corn oil |
| HY-108749 | Olive oil |
| HY-107799 | Castor oil |
| HY-Y0873 | PEG300 |
| HY-Y0873F | PEG600 |
| HY-Y0703 | CMC-Na |
| HY-141415 | Tween 20 |
| HY-Y1891 | Tween 80 |
| HY-Y1893 | Solutol HS-15 |
| HY-Y0320 | Dimethyl sulfoxide |
| HY-B1659 | Glycerol |
| HY-Y0842 | Formamide |
参考文献：
[1] Nasr G, et al. Cyclodextrins permeabilize DPPC liposome membranes: a focus on cholesterol content, cyclodextrin type, and concentration. Beilstein J Org Chem. 2023 Oct 17;19:1570-1579.
[2] Pardeshi CV, et al. Sulfobutylether-β-cyclodextrin: A functional biopolymer for drug delivery applications. Carbohydr Polym. 2023 Feb 1;301(Pt B):120347.
[3] Huang J, et al. Application of sodium sulfobutylether-β-cyclodextrin based on encapsulation. Carbohydr Polym. 2024 Jun 1;333:121985.
[4] Münster M, et al. Comparative in vitro and in vivo taste assessment of liquid praziquantel formulations. Int J Pharm. 2017 Aug 30;529(1-2):310-318.
[5] Shankar VK, et al. Optimization of sulfobutyl-ether-β-cyclodextrin levels in oral formulations to enhance progesterone bioavailability. Int J Pharm. 2021 Mar 1;596:120212.
[6] Guo Q, et al. Induction of alarmin S100A8/A9 mediates activation of aberrant neutrophils in the pathogenesis of COVID-19. Cell Host Microbe. 2021 Feb 10;29(2):222-235.e4.
[7] Kuang J, et al. Exclusion of HDAC1/2 complexes by oncogenic nuclear condensates. Mol Cancer. 2024 Apr 27;23(1):85.
[8] Fujihara M, et al. Vitrification of canine ovarian tissues with polyvinylpyrrolidone preserves the survival and developmental capacity of primordial follicles. Sci Rep. 2019 Mar 8;9(1):3970.
[9] Bollenbach L, et al. Poloxamer 188 as surfactant in biological formulations - An alternative for polysorbate 20/80? Int J Pharm. 2022 May 25;620:121706.
[10] Okino S, et al. Effects of Tween 80 on cellulase stability under agitated conditions. Bioresour Technol. 2013 Aug;142:535-9.
[11] Li G, et al. Enhanced oral bioavailability of magnolol via mixed micelles and nanosuspensions based on Soluplus®-Poloxamer 188. Drug Deliv. 2020 Dec;27(1):1010-1017.
[12] Khani S, et al. Improved oral bioavalability of mebudipine upon administration in PhytoSolve and Phosal-based formulation (PBF). AAPS PharmSciTech. 2014 Feb;15(1):96-102.
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