動物實驗中的各類型助溶劑詳細操作介紹
師姐師姐，為什么我和你給藥濃度相同，藥效卻和你做出來的相差很多呀？
讓我看看，哎呀，你這個懸浮液怎么都是顆粒呀，沒有往里面添加助溶劑嗎？
像這種溶解度不佳的藥物，是否完全溶解對藥效影響很大的，在實驗過程中要選擇合適的助溶劑，這樣才能提高給藥的效率呢~
萌 Cece：有請我們動物實驗強輔助———助溶劑閃亮登場~~
那么助溶劑究竟該如何使用呢？小 M 給您帶來了助溶劑的操作介紹！本篇均以內(nèi)附雷帕霉素的動物實驗溶解方案為例，不要錯過喔~
01
環(huán)糊精類
環(huán)糊精是一類聚陰離子環(huán)狀低聚糖的總稱，含有形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的吡喃葡萄糖單元[2]。通過減少客體和環(huán)境之間的接觸，增加溶解度[3]。由于可以提高藥物的溶解度、穩(wěn)定性和生物相容性廣泛使用于動物實驗中[4]。
FDA 批準的醫(yī)用輔料包括羥丙基-β-環(huán)糊精 (HP-β-CD, HY-101103)、磺丁基-β-環(huán)糊精 (SBE-β-CD, HY-17031)，與前者相比 SBE-β-CD 的助溶效果更優(yōu)，比如孕酮在 400 mM SBE-β-CD 濃度下的溶解度比其固有溶解度高約 7000 倍[5]。
示例：雷帕霉素動物實驗溶解方案之環(huán)糊精
依序添加每種溶劑：10% EtOH 90% (20% SBE-β-CD) in Saline
Solubility: 2.5 mg/mL (2.73 mM); 懸濁液; 超聲助溶。
此方案可獲得 2.5 mg/mL 的均勻懸濁液，懸濁液可用于口服和腹腔注射。
以 1 mL 工作液為例，取 100 μL 25.0 mg/mL 的澄清 EtOH 儲備液加到 900 μL 20% 的 SBE-β-CD 生理鹽水水溶液 中，混合均勻。
20% SBE-β-CD in Saline 的配制 (4°C，儲存一周)：2 g SBE-β-CD (磺丁基醚 β-環(huán)糊精) 粉末定容于 10 mL 的生理鹽水中，完全溶解至澄清透明。)
02
油脂類
油脂類助溶劑常用于脂溶性強的藥物溶解，常用的油脂類助溶劑有 Corn oil (HY-Y1888)、Olive oil (HY-108749)、Soybean oil (HY-108750) 等，可用乙醇/DMSO 配置藥物原液，然后用玉米油稀釋，但油脂類助溶劑由于營養(yǎng)物質(zhì)較為豐富，使用時要注意無菌操作防止污染[6]。
示例：雷帕霉素動物實驗溶解方案之玉米油
依序添加每種溶劑：10% DMSO 90% Corn Oil
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液。
此方案可獲得 ≥ 2.08 mg/mL (飽和度未知) 的澄清溶液，此方案實驗周期在半個月以上的動物實驗酌情使用。
以 1 mL 工作液為例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 儲備液加到 900 μL 玉米油中，混合均勻。
03
溶劑類
DMSO（HY-Y0320）是一種極性非質(zhì)子溶劑，由于助溶效果顯著和對實驗動物低毒性得以廣泛應用�？蓡为毷褂弥频盟幬镌�[6]，但在動物給藥實驗中，一般與不同類別的助溶劑進行配比使用[7]。類似的極性非質(zhì)子溶劑還有 DMF (HY-Y0345)、DMA (HY-W042416)、NMP (HY-Y1275) 等。
小彩蛋：DMSO 是細胞實驗的�？�，自然也經(jīng)常用于細胞凍存。為了滿足大家對細胞凍存的需求，我們開發(fā)了 DMSO, Cryoprotectant vitrification agent (HY-Y0320D)，經(jīng)過了 Cytoxicity or abnormal cell growth (CF) 實驗檢測、內(nèi)毒素水平檢測，并且無動物源性成分，可用于冷凍保存細胞、組織或器官。
04
PEG 及其衍生物
聚乙二醇 (polyethylene glycol，PEG) 是一種親水性的聚合物，由乙二醇重復單元形成、分子量因聚合度不同而異，PEG300 (HY-Y0873)、PEG400 (HY-Y0873A)、PEG600 (HY-Y0873F) 化學性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒，因此常用于藥物助溶劑。其中 PEG300 因為低免疫原性和粘度使用最為廣泛。
示例：雷帕霉素動物實驗溶解方案之 PEG300/吐溫 80
依序添加每種溶劑：10% DMSO 40% PEG300 5% Tween-80 45% Saline
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液
此方案可獲得 ≥ 2.08 mg/mL（飽和度未知）的澄清溶液。
以 1 mL 工作液為例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 儲備液加到 400 μL PEG300 中，混合均勻；再向上述體系中加入 50 μL Tween-80，混合均勻；然后再繼續(xù)加入 450 μL 生理鹽水 定容至 1 mL。
05
表面活性劑
常用作藥物輔料的吐溫系列和泊洛沙姆系列，作為經(jīng)典的表面活性劑，也常用于藥物助溶。比如 Tween 80 (HY-Y1891) 可與 DMSO、PEG300、生理鹽水混合配比用于小鼠腹腔注射[7]，還可以減少細菌附著并抑制生物膜的形成[10]。Poloxamer 407 (F127) (HY-D1005) 是一種無毒的非離子型表面活性劑，Poloxamer 188 (F68) (HY-D1005H) 與 Poloxamer 407 (F127) 類似，屬于生物相容性共聚物，可提高藥物分子的溶解度和生物利用度[11]。
06
多組分試劑
此外，還有多組分試劑，如，Phosal 50 PG (HY-Y1903) 是標準化的磷脂酰膽堿濃縮物，由大豆磷脂酰膽堿和多種溶劑混合配制而成�？勺鳛橛H脂性化合物載體，有助于活性成分的吸收，能改善藥物的有效性和治療指數(shù)[12]。
07
小結(jié)
這篇文章中我們總結(jié)了各種不同的助溶劑，實際實驗中助溶劑的選擇建議大家多多參考文獻，摸索出最適合自己研究的藥物和給藥方式的助溶劑方案~最近開學季活動，萌 Cece 給大家爭取到了助溶劑全線產(chǎn)品 6.5 折優(yōu)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.
讓我看看，哎呀，你這個懸浮液怎么都是顆粒呀，沒有往里面添加助溶劑嗎？
像這種溶解度不佳的藥物，是否完全溶解對藥效影響很大的，在實驗過程中要選擇合適的助溶劑，這樣才能提高給藥的效率呢~
萌 Cece：有請我們動物實驗強輔助———助溶劑閃亮登場~~
那么助溶劑究竟該如何使用呢？小 M 給您帶來了助溶劑的操作介紹！本篇均以內(nèi)附雷帕霉素的動物實驗溶解方案為例，不要錯過喔~
01
環(huán)糊精類
圖 1. β-環(huán)糊精的三維結(jié)構(gòu)[1]。
環(huán)糊精是一類聚陰離子環(huán)狀低聚糖的總稱，含有形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的吡喃葡萄糖單元[2]。通過減少客體和環(huán)境之間的接觸，增加溶解度[3]。由于可以提高藥物的溶解度、穩(wěn)定性和生物相容性廣泛使用于動物實驗中[4]。
FDA 批準的醫(yī)用輔料包括羥丙基-β-環(huán)糊精 (HP-β-CD, HY-101103)、磺丁基-β-環(huán)糊精 (SBE-β-CD, HY-17031)，與前者相比 SBE-β-CD 的助溶效果更優(yōu)，比如孕酮在 400 mM SBE-β-CD 濃度下的溶解度比其固有溶解度高約 7000 倍[5]。
示例：雷帕霉素動物實驗溶解方案之環(huán)糊精
依序添加每種溶劑：10% EtOH 90% (20% SBE-β-CD) in Saline
Solubility: 2.5 mg/mL (2.73 mM); 懸濁液; 超聲助溶。
此方案可獲得 2.5 mg/mL 的均勻懸濁液，懸濁液可用于口服和腹腔注射。
以 1 mL 工作液為例，取 100 μL 25.0 mg/mL 的澄清 EtOH 儲備液加到 900 μL 20% 的 SBE-β-CD 生理鹽水水溶液 中，混合均勻。
20% SBE-β-CD in Saline 的配制 (4°C，儲存一周)：2 g SBE-β-CD (磺丁基醚 β-環(huán)糊精) 粉末定容于 10 mL 的生理鹽水中，完全溶解至澄清透明。)
02
油脂類
油脂類助溶劑常用于脂溶性強的藥物溶解，常用的油脂類助溶劑有 Corn oil (HY-Y1888)、Olive oil (HY-108749)、Soybean oil (HY-108750) 等，可用乙醇/DMSO 配置藥物原液，然后用玉米油稀釋，但油脂類助溶劑由于營養(yǎng)物質(zhì)較為豐富，使用時要注意無菌操作防止污染[6]。
示例：雷帕霉素動物實驗溶解方案之玉米油
依序添加每種溶劑：10% DMSO 90% Corn Oil
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液。
此方案可獲得 ≥ 2.08 mg/mL (飽和度未知) 的澄清溶液，此方案實驗周期在半個月以上的動物實驗酌情使用。
以 1 mL 工作液為例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 儲備液加到 900 μL 玉米油中，混合均勻。
03
溶劑類
DMSO（HY-Y0320）是一種極性非質(zhì)子溶劑，由于助溶效果顯著和對實驗動物低毒性得以廣泛應用�？蓡为毷褂弥频盟幬镌�[6]，但在動物給藥實驗中，一般與不同類別的助溶劑進行配比使用[7]。類似的極性非質(zhì)子溶劑還有 DMF (HY-Y0345)、DMA (HY-W042416)、NMP (HY-Y1275) 等。
小彩蛋：DMSO 是細胞實驗的�？�，自然也經(jīng)常用于細胞凍存。為了滿足大家對細胞凍存的需求，我們開發(fā)了 DMSO, Cryoprotectant vitrification agent (HY-Y0320D)，經(jīng)過了 Cytoxicity or abnormal cell growth (CF) 實驗檢測、內(nèi)毒素水平檢測，并且無動物源性成分，可用于冷凍保存細胞、組織或器官。
圖 2. 冷凍保存前、后，卵巢組織中形態(tài)正常卵泡的平均百分比。運用單一冷凍保護劑時，DMSO 效果較優(yōu)。不同冷凍保存條件包括：慢速冷凍、玻璃化冷凍而不添加任何冷凍保護劑 (對照)、DMSO、PVP[8]。
04
PEG 及其衍生物
聚乙二醇 (polyethylene glycol，PEG) 是一種親水性的聚合物，由乙二醇重復單元形成、分子量因聚合度不同而異，PEG300 (HY-Y0873)、PEG400 (HY-Y0873A)、PEG600 (HY-Y0873F) 化學性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒，因此常用于藥物助溶劑。其中 PEG300 因為低免疫原性和粘度使用最為廣泛。
示例：雷帕霉素動物實驗溶解方案之 PEG300/吐溫 80
依序添加每種溶劑：10% DMSO 40% PEG300 5% Tween-80 45% Saline
Solubility: ≥ 2.08 mg/mL (2.28 mM); 澄清溶液
此方案可獲得 ≥ 2.08 mg/mL（飽和度未知）的澄清溶液。
以 1 mL 工作液為例，取 100 μL 20.8 mg/mL 的澄清 DMSO 儲備液加到 400 μL PEG300 中，混合均勻；再向上述體系中加入 50 μL Tween-80，混合均勻；然后再繼續(xù)加入 450 μL 生理鹽水 定容至 1 mL。
05
表面活性劑
常用作藥物輔料的吐溫系列和泊洛沙姆系列，作為經(jīng)典的表面活性劑，也常用于藥物助溶。比如 Tween 80 (HY-Y1891) 可與 DMSO、PEG300、生理鹽水混合配比用于小鼠腹腔注射[7]，還可以減少細菌附著并抑制生物膜的形成[10]。Poloxamer 407 (F127) (HY-D1005) 是一種無毒的非離子型表面活性劑，Poloxamer 188 (F68) (HY-D1005H) 與 Poloxamer 407 (F127) 類似，屬于生物相容性共聚物，可提高藥物分子的溶解度和生物利用度[11]。
圖 3. Poloxamer 188 的結(jié)構(gòu)[9]。
06
多組分試劑
此外，還有多組分試劑，如，Phosal 50 PG (HY-Y1903) 是標準化的磷脂酰膽堿濃縮物，由大豆磷脂酰膽堿和多種溶劑混合配制而成�？勺鳛橛H脂性化合物載體，有助于活性成分的吸收，能改善藥物的有效性和治療指數(shù)[12]。
07
小結(jié)
這篇文章中我們總結(jié)了各種不同的助溶劑，實際實驗中助溶劑的選擇建議大家多多參考文獻，摸索出最適合自己研究的藥物和給藥方式的助溶劑方案~最近開學季活動，萌 Cece 給大家爭取到了助溶劑全線產(chǎn)品 6.5 折優(yōu)惠哦~
| 相關(guān)產(chǎn)品 | |
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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 |
參考文獻：
[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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