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干货分享 | 生物实验溶剂选择 + 配制比例？ 小 Tips 来啦！

 

 

科研汪们！在实验开始之前，我们通常需要进行一系列的准备工作，以确保实验的顺利进行。嘘🤫，不要小瞧它们，掌握这些细节可是细胞实验和动物实验成功的基础喔~

 

 

01 
实验溶剂如何选？
 
 

在生物实验中，选择合适的溶剂对于确保实验结果的准确性和可靠性至关重要。以下是一些常用的溶剂及其适用情况：

▐  1. 水性溶剂

  • 水：适用于溶解大多数无机盐、极性大的有机药物和生物碱等。

  • 生理盐水 (0.9% 氯化钠)：适用于溶解水溶性好的产品，通常用于细胞培养和药物给药。

  • PBS (磷酸盐缓冲液)：常用于稀释活性生物制剂，具有盐平衡作用，可以调整 pH 值。

▐  2. 有机溶剂

  • DMSO (二甲基亚砜)：适用于溶解水不溶性药物，但需谨慎使用，因为其可能引起局部毒性。建议终浓度不超过 10%，并配合 PEG300 或 Tween-80 等助溶剂。

  • 乙醇：易挥发，需密封存储，适用于溶解某些药物，但浓度不得超过总体积的 1%。

  • DMF (二甲基甲酰胺)：极性溶剂，挥发速度低，是 DMSO 的良好替代品。

  • 丙酮：毒性相对较低，适用于多种细胞系，如 MCF-7、RAW-264.7 和 HUVEC。

这些有机溶剂可以通过改变溶液的极性来增加药物的溶解度。尤其适用于难溶性药物。并且不同类型的有机溶剂可以根据药物的性质进行选择，从而优化药物的溶解特性。例如：使用高能盐形式的药物，如吉非替尼 (Gefitinib)，在 MeOH:H2O 混合溶剂中，通过氢键作用和电荷转移显著提高了药物的溶解度。但是许多有机溶剂具有一定的毒性，可能影响健康和环境，并且在工业生产中，有机溶剂的完全去除是一个挑战，可能影响最终产品的安全性和稳定性[1]。

▐  3. 助溶剂

  • PEG300：中性亲水聚合物，提高药物溶解度和动物耐受性。

  • Tween-80：表面活性剂，减少细菌附着并抑制生物膜形成。

  • 环糊精 (如 β-CD)：增加疏水性药物的溶解度和速度，具有低毒性。

这些助溶剂通过与难溶性药物形成可溶性络合物、螯合物、缔合物或复盐等，从而增加药物的溶解度。这些助溶剂通常是两亲性物质，既亲水又亲油，能够有效地将疏水性药物溶解于水溶液中。例如，加入助溶剂可以显著提高雷帕霉素 (Rapamycin) 的溶解度，从而提高其传递到靶向组织的能力[2]。

注意：

通常情况下助溶剂具有较低的毒性和良好的生物相容性并且具有广泛的适用范围。但是相比于有机溶剂，助溶剂可能无法提供同样高的溶解度，而且助溶剂与药物之间的相互作用较为复杂，需要精确控制以避免不良反应。

 

▐  4. 其他溶剂

  • 甘油：适用于提高药物溶解度。

  • 脂肪油 (如蓖麻油、大豆油)：能与非极性溶剂混合，溶解油溶性药物。

在选择溶剂时，对于水溶性良好的药物例如 SGN-2FF，可以使用水或生理盐水作为溶剂，因为这些溶剂与动物生理环境接近，且不会引起显著的副作用。

同时，选择合适的缓冲溶液如 Tris 缓冲液、磷酸盐缓冲液 (PBS) 等也是十分重要的。这些缓冲溶液能在一定程度上抵消外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响，从而保持溶液的 pH 值相对稳定。在动物实验中，建议溶剂的 pH 值控制在 7.3-7.4 之间，尽量避免过酸或过碱引起的腹泻、呕吐、组织损伤甚至死亡。对于细胞实验，也应尽量选择pH值接近生理环境的溶剂。

此外，不同的给药方式对溶剂的要求也不同。例如，静脉注射 8-OH-DPAT 时需确保溶液无颗粒状态以减少栓塞现象，大家选购产品后，可以参考 MCE 网站提供的体内溶解方案喔~

 

 

 

而口服给药盐酸小檗碱 (Berberine chloride) 则需考虑药物在胃肠道中的稳定性。可通过亲水性聚合物和脂类载体制备悬浮液，以提高药物的稳定性和生物利用度。

总之，在生物实验中，合理选择溶剂不仅能提高实验效率，还能确保实验结果的准确性和可靠性。

 

 

02 
不同溶剂对细胞活性的影响？
 
 

当我们在设计一个体外细胞时通常需要评估该选择哪种溶剂才能减少对细胞活性的影响，下面给大家整理了一些评估不同溶剂对细胞活性的影响的方法，包括 MTT 测定法、流式细胞术、荧光染色法等。

▐  1. MTT 测定法

一种常用的评估细胞活性的方法。该方法通过测量细胞代谢产生的颜色变化来评估细胞的存活率。

例如，在研究丙酮、乙醇和二甲基亚砜 (DMSO) 对 MCF-7、RAW-264.7 和 HUVEC 细胞存活率的影响时，发现丙酮在 0.1% 至 5% (体积比) 范围内对细胞无毒性，且能有效溶解疏水性化合物，是研究中使用最合适的溶剂[3]。

▐  2. 流式细胞术

此方法可以用于评估细胞的存活率和毒性。

例如，通过吸光光谱法量化细胞在不同处理后的存活率与对照组的比较，生理缓冲盐水 (PBS) 处理提供了一个非毒性对照，而 CTAB 处理提供了一个完全毒性对照。此外，HeLa 细胞在没有 PI 的情况下和在 PI 存在下，使用三种不同浓度的溶剂进行处理，结果显示溶剂的相对毒性在 HeLa 细胞中基本保持不变[4]。

▐  3. 荧光染色法

该方法可以直接反映细胞活力的变化。

例如，通过荧光染色法可以区分死细胞和活细胞，trypan blue 染色法可以用于评估细胞活力，其中活细胞呈现粉红色，而死亡严重的细胞保持紫色[4]。

▐  4. 其他方法

  • 酶免疫分析法 (ELISA)：用于定量培养基中的 PGE2 含量，以评估抗炎活性[5]。

  • RNA 提取和 COX-2 活性测定：用于评估抗炎活性[5]。

  • 伤口愈合检测：用于评估细胞迁移能力，例如 L929 细胞在不同溶液处理后的伤口闭合率。

在选择合适的溶剂时，需要考虑溶剂的毒性、溶解能力和对特定细胞系的影响[6]。例如，丙酮在低浓度下对细胞的毒性最低，而 DMSO 在低浓度下对细胞的毒性略高于丙酮和乙醇。除此之外，溶剂的选择还应考虑其对细胞形态和生长属性的影响。

 

 

03 
工作液配制比例也不同？
 
 

在我们的实验过程中，不论是体内实验还是体外实验，工作液的比例都是至关重要的！

▐  1. 体外细胞实验

对于体外细胞实验，通常情况下，我们会首选 DMSO 作为溶剂去溶解药物，对于某些细胞类型，DMSO 的耐受性更高，可以承受 0.5% 甚至 1% 的浓度，但对于绝大多数细胞而言，0.1% 的 DMSO 浓度是安全的，不过在实际操作中，我们建议根据具体的细胞类型和实验需求，进行适当的浓度滴定，以确定最佳的 DMSO 使用浓度。

▐  2. 体内生物实验

在体内生物实验中选择 DMSO 作为溶剂时，建议 DMSO 在细胞和动物实验中的使用浓度控制在较低水平，对于正常小鼠或大鼠，建议 DMSO 的终浓度不要大于 10%，而对于裸鼠或体弱小鼠，建议 DMSO 的终浓度尽量不要超过 2%。此外，如果给药频率超过一天三次，建议 DMSO 的终浓度尽量不要超过 5%。

具体来说，高浓度的 DMSO 会对细胞和生物体产生毒性作用。例如，文献指出，DMSO 在浓度超过 10% 时会导致蛋白质解体并诱导细胞死亡[7]。此外，斑马鱼胚胎发育毒性测试 (ZEDTA) 中也建议将 DMSO的最终浓度保持在尽可能低的水平，最好不超过 1%。这是因为即使在较低浓度下，DMSO 也可能对胚胎产生毒性影响，导致畸形或致死率增加[8]。

因此，为了确保实验结果的准确性和生物体的安全性，建议在生物实验中 DMSO 终浓度不应超过 10%，特别是对于敏感的细胞和生物体，更应严格控制 DMSO 的浓度，以避免潜在的毒性影响。

 

 

产品推荐

Gefitinib (ZD1839) (HY-50895)

是一种有效，选择性和口服活性的 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂，IC50 为 33 nM。

PEG300 (Polyethylene glycol 300) (HY-Y0873)

分子量为 300 的中性聚合物，由乙二醇重复单元形成的水溶性、低免疫原性和生物相容性聚合物。

Tween 80 (Polysorbate 80) (HY-Y1891)

一种表面活性剂，已被广泛用作药理学实验的溶剂。Tween 80 可以减少细菌附着并抑制生物膜的形成。

Rapamycin (HY-10219)

是一种有效且特异性的 mTOR 抑制剂，作用于 HEK293 细胞，抑制 mTOR。

SGN-2FF (HY-107366)

SGN-2FF 是一种有效的，具有口服活性的岩藻糖基化抑制剂，抑制岩藻糖基转移酶 (fucosyltransferase) 的活性，具有抗肿瘤活性。

8-OH-DPAT (HY-112061)

一种有效的，选择性的 5-HT 激动剂。

Berberine chloride (HY-18258)

一种生物碱，常用作抗生素。Berberine chloride 诱导活性氧 (ROS) 生成并抑制 DNA 拓扑异构酶 (topoisomerase)。抗肿瘤特性

 

[1]. Poudel S, Kim DW. Developing pH-Modulated Spray Dried Amorphous Solid Dispersion of Candesartan Cilexetil with Enhanced In Vitro and In Vivo Performance. Pharmaceutics. 2021 Apr 6;13(4):497. 

[2]. 卢萍, 程凌云. 药物溶解度对经巩膜给药的影响 [J] . 中华实验眼科杂志, 2018, 36(4) : 305-310. 

[3]. Jamalzadeh L, et al. Cytotoxic Effects of Some Common Organic Solvents on MCF-7, RAW-264.7 and Human Umbilical Vein Endothelial Cells. 

[4]. Sanders AB, et al. Optimization of Biocompatibility for a Hydrophilic Biological Molecule Encapsulation System. Molecules. 2022 Feb 27;27(5):1572. 

[5]. Kallassy H, et al. Chemical Composition, Antioxidant, Anti-Inflammatory, and Antiproliferative Activities of the Plant Lebanese Crataegus Azarolus L. Med Sci Monit Basic Res. 2017 Aug 3;23:270-284. 

[6]. Coaguila-Llerena H, et al. Effects of Calcium Hypochlorite and Octenidine Hydrochloride on L929 And Human Periodontal Ligament Cells. Braz Dent J. 2019 Jun;30(3):213-219.

[7]. Dinc B, et al. DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY: A SUITABLE METHODOLOGY TO PROBLEM THE BINDING PROPERTIES OF BCL-2 INHIBITORS. bioRxiv; 2023. 

[8].Hoyberghs J, et al. DMSO Concentrations up to 1% are Safe to be Used in the Zebrafish Embryo Developmental Toxicity Assay. Front Toxicol. 2021 Dec 21;3:804033. 

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