德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)研究人员开发出全球首个集成式纳米液滴药物研发平台。该技术通过单芯片实现药物合成、测试与分析全流程整合,单个实验液滴体积仅200纳升(相当于一粒沙大小),细胞用量缩减至300个/测试,显著降低研发成本和时间。
当前药物研发初期依赖高通量筛选技术,需经历独立且耗资源的合成、生物测试和表征三阶段。传统方法仅大型药企可负担,开发周期长达数年,耗资超亿欧元且需大量原材料。KIT生物与化学系统研究所Pavel Levkin教授指出:"该技术突破使学术机构和中小型企业也能参与新药研发。"
研究团队开发的纳米液滴阵列平台实现千倍级实验微型化。通过"直面生物"(direct-to-biology)方法,无需预处理即可直接测试合成分子,使单个实验资源消耗降至纳升级。以MEK抑制剂研发为例,团队在七天内合成325种候选化合物,其中46种在实验室测试中显示出与现有药物mirdametinib相当的活性。该类药物通过抑制与皮肤癌、结肠癌相关MEK酶发挥作用,mirdametinib已用于治疗罕见无法手术肿瘤。
研究采用HT-29结肠癌细胞系进行活性验证,并通过基质辅助激光解吸/电离质谱成像(MALDI-MSI)技术分析分子化学组成及空间分布。合作机构曼海姆应用技术大学质谱与光学光谱研究中心提供关键技术支持。新平台成功实现325种产物三重复检测(共计975个样本)的单芯片分析,验证其微型化分析的可靠性。
这项突破性技术使高通量药物筛选向普及化发展,研究团队已将研究成果发表于《德国应用化学》期刊。该方法为急需的新药开发提供快速、低成本且高效的解决方案,特别是在癌症治疗领域展现出广阔应用前景。
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