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天然化合物筛选方法

来源: 发布时间:2026年02月01日

筛药实验依赖多种技术平台,其中高通量筛选(HTS)是常用的方法。HTS利用自动化设备(如液体工作站、微孔板检测仪)对数万至数百万种化合物进行快速测试,通常结合荧光、发光或比色信号检测靶点活性。例如,基于荧光共振能量转移(FRET)的技术可实时监测酶活性变化,灵敏度高达纳摩尔级。此外,基于细胞的筛选平台(如细胞存活率检测、报告基因分析)能直接评估化合物对活细胞的影响,适用于复杂疾病模型。例如,在神经退行性疾病研究中,可通过检测神经元存活率筛选神经保护药物。近年来,表型筛选(PhenotypicScreening)逐渐兴起,它不依赖已知靶点,而是直接观察化合物对细胞或生物体的整体效应,为发现新靶点提供可能。杭州环特生物依托斑马鱼模型,提供高效准确的药物筛选服务,加速研发进程。天然化合物筛选方法

天然化合物筛选方法,筛选

体外筛选是耐药株研究的基础手段,主要包括药物浓度梯度法、间歇给药法和自适应进化法。浓度梯度法通过将病原体暴露于递增药物浓度中,筛选存活株并测定小抑菌浓度(MIC)。例如,在耐药菌筛选中,将大肠杆菌置于含亚抑制浓度头孢曲松的培养基中,每48小时转接至更高浓度,持续30天后获得MIC提升16倍的耐药株。技术优化方面,微流控芯片结合荧光标记技术可实现单细胞水平的耐药株动态监测。例如,通过微流控装置捕获单个肿瘤细胞,实时观察其对吉非替尼的响应,发现EGFRT790M突变株在药物处理后存活率高于野生型。此外,CRISPR/Cas9基因编辑技术可定向构建耐药相关基因突变株,加速机制解析。例如,在慢性髓系白血病细胞中敲入BCR-ABLT315I突变,模拟伊马替尼耐药表型,为第二代酪氨酸激酶抑制剂研发提供模型。天然化合物筛选方法针对抑菌药物筛选,环特生物建立标准化流程,满足临床应用需求。

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耐药性已成为全球公共卫生危机,药物组合筛选为延缓耐药进化提供了新思路。传统研发周期长达10年,而通过筛选已知药物的协同组合,可快速开发出“复方”。例如,针对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),β-内酰胺类(如头孢洛林)与β-内酰胺酶抑制剂(如他唑巴坦)的组合可恢复前者对细菌细胞壁的破坏作用;更前沿的研究发现,将与抑菌肽或金属纳米粒子联用,可通过物理膜破坏与化学靶点抑制的双重机制,明显降低耐药菌的存活率。此外,抗病毒药物组合筛选在中发挥重要作用:瑞德西韦与巴瑞替尼(JAK抑制剂)的联用通过抑制病毒复制和过度炎症反应,将重症患者死亡率降低30%。这些案例表明,药物组合筛选不仅能提升疗效,还可通过多靶点干预压缩耐药菌/病毒的进化空间。

药剂筛选(PharmaceuticalScreening)是药物研发的关键环节,旨在从大量化学或生物分子中识别出具有医疗潜力的候选药剂。其主要目标是通过高通量实验技术,快速评估候选分子对特定疾病靶点的活性、安全性及成药的性能,从而缩小研究范围,聚焦前景的化合物。例如,在抗tumor药物开发中,药剂筛选可识别出能特异性抑制ancer细胞增殖的小分子,同时避免对正常细胞的毒性。这一过程不仅加速了新药发现,还降低了研发成本,据统计,早期筛选阶段的优化可减少后续临床失败率达40%。随着准确医疗的兴起,药剂筛选正逐步向个性化药物设计延伸,例如基于患者基因组特征筛选靶向药物,为罕见病和难治性疾病提供新希望。多靶点药物筛选可同时针对多个疾病靶点,提高医疗效果。

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高通量组学技术(如基因组、转录组、蛋白质组)为耐药机制研究提供了系统视角。全基因组测序(WGS)可多方面解析耐药株的突变图谱。例如,对多重耐药结核分枝杆菌的WGS分析发现,rpoB、katG和inhA基因突变分别导致利福平、异烟肼和乙胺丁醇耐药,且突变株在群体中的传播速度明显快于敏感株。转录组学(RNA-seq)则揭示耐药相关的基因表达调控网络。例如,在伊马替尼耐药的慢性髓系白血病细胞中,RNA-seq发现BCR-ABL下游信号通路(如PI3K/AKT、RAS/MAPK)异常开启,且药物外排泵(如ABCB1)表达上调。蛋白质组学(质谱技术)可鉴定耐药相关的蛋白修饰变化。例如,在顺铂耐药的卵巢ancer细胞中,质谱分析发现铜转运蛋白ATP7B表达升高,其通过将顺铂泵出细胞外降低胞内药物浓度,为联合使用铜螯合剂逆转耐药提供了依据。环特生物持续迭代筛选技术,为健康产业提供硬核研发支撑。天然化合物筛选方法

药物筛选结果可对接临床前研究,环特生物提供一站式技术支持。天然化合物筛选方法

药剂筛选通常包括靶点验证、化合物库构建、筛选模型设计、数据解析与候选化合物优化五个阶段。靶点验证:通过基因敲除、RNA干扰等技术确认靶点与疾病的因果关系,例如验证某激酶在tumor信号通路中的关键作用。化合物库构建:包含天然产物、合成化合物、已上市药物再利用库等,需确保分子多样性和可获取性。例如,某些海洋天然产物因其独特结构成为新型抗菌剂的潜在来源。筛选模型设计:根据靶点类型选择合适的检测方法,如酶活性抑制、细胞信号通路影响或表型变化观察。数据解析:通过统计学方法(如Z-score、IC50计算)筛选活性化合物,并排除假阳性结果。例如,设置多重浓度梯度验证剂量效应关系。候选化合物优化:对初筛阳性化合物进行结构修饰(如引入亲脂基团改善膜通透性)、药代动力学研究(如半衰期、代谢稳定性)及安全性评估(如肝毒性测试),终确定临床前候选药物。例如,某抗糖尿病药物通过结构优化将口服生物利用度从10%提升至60%。天然化合物筛选方法