在任何藥物研發(fā)進程中，實驗方法的設(shè)計和優(yōu)化對新藥研發(fā)的成功性而言至關(guān)重要。我們需要考慮的因素包括：選擇合適的檢測技術(shù)，讀取模式，和實驗?zāi)Ｐ停ㄉ锘瘜W(xué)，細胞或動物）。通常，這些因素會影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，生物相關(guān)性以及治療的可預(yù)測性，終將影響整個臨床前藥物開發(fā)工作的成敗。
方法技術(shù)的選擇
步是確立解決實驗問題的技術(shù)，例如激活，抑制或調(diào)控靶標、闡明MOA（作用機制）、確定受體 - 配體或蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)的相互作用、鑒定和定量疾病特異性生物標志物或血漿中的生物標志物成分。
樣本基質(zhì)的兼容性
生物標志物測定旨在檢測或定量生物學(xué)中的靶標樣本(例如，復(fù)雜基質(zhì)）中的含量，這種負責基質(zhì)涵蓋范圍有：細胞培養(yǎng)中的分泌蛋白，細胞裂解液，組織提取物，唾液，尿液，血清，血漿，血液的上清液，或其他液體（例如，CSF，BALF）。分析技術(shù)可能并非總是如此。某些實驗方法在某些基質(zhì)中存在干擾而不適用。例如，在血清，血漿或血液中的血紅蛋白表現(xiàn)出廣泛的可見光譜吸光度，即在350和600nm之間。檢測方法中，依賴于這些波長的激發(fā)或發(fā)射將容易發(fā)生干擾?；谙礈斓臋z測方法可以避免由于過多復(fù)雜基質(zhì)引起的干擾，因為干擾物質(zhì)在洗滌過程中被沖走。為了確定基質(zhì)的相容性，在合適的稀釋液中的加標回收和標準曲線是傳統(tǒng)的驗證方法。
同時，在復(fù)雜體系中的抗體選擇也是非常重要的，靶標蛋白可能被修飾或者酶切，影響抗原識別位點，因此，加入蛋白酶抑制劑也是有必要的。
實驗效果 ：靈敏度和動態(tài)范圍
一個實驗的靈敏度決定了其在動態(tài)范圍內(nèi)的對其靶點的檢測的“分辨率”，同時預(yù)警了不同批次批次之間的低檢測范圍的差異性。靈敏度同時也依賴于檢測樣本。血清中的檢測難度高于細胞水平。同時“珍貴樣品”如有限的細胞或者組織會決定測試的容許體積等。方法技術(shù)也會影響檢測靈敏度，如發(fā)光和熒光的模式比吸收光的模式的靈敏度要好。
動態(tài)范圍定義了檢測下限和上限。例如下圖所示，不同的檢測技術(shù)對于腫瘤壞死因子TNF的檢測動態(tài)范圍達到了數(shù)量級的差異。因此，當樣品含量超過了其實驗方法的動態(tài)范圍，其濃度，動力學(xué)參數(shù)，活性，結(jié)合力將不準確。因此，需要預(yù)先滴定檢測窗口以免達到飽和。
下圖展示了不同實驗技術(shù)對于不同的親和力的適用范圍：
特異性
特異性對于確保篩選靶向的靶點或表型非常重要。對于免疫分析，需要考慮針對靶向分析物特異性的抗體，特別是對于靶向蛋白質(zhì)的部分修飾新表位變化,結(jié)合/未結(jié)合或活性/非活性狀態(tài)。此外，還需要考慮物種和靶點的交叉反應(yīng)性。
穩(wěn)定性和準確性
盡管信號強度和和性噪比（S/B）通常被用來評估一個實驗的質(zhì)量，可重復(fù)性和準確性也是非常重要的。Z’是一個非常好的評判標準。例如，相對而言，高Z’而低信噪比的實驗方法好于低Z’高性噪比的實驗方法。與此同時，實驗發(fā)法應(yīng)當具有高重復(fù)性，定量實驗應(yīng)該有標準品做參照。設(shè)置好對照，好的標品，抗體，陽性化合物對于建立可靠的實驗是非常重要的。
試劑和其他耗材
對于免疫實驗來說，高靈敏度和搞特異性的抗體非常重要，同時還有對應(yīng)的酶或重組蛋白。通常，所有的實驗成分，例如細胞、蛋白、酶、輔因子、底物、激動劑，拮抗劑等都需要進行濃度滴定以確定優(yōu)濃度。該過程能夠確保穩(wěn)定的動力學(xué)研究以及防止過飽和濃度而產(chǎn)生的試劑浪費。（如下圖）
細胞模型
在選擇細胞模型時，應(yīng)考慮使用原代細胞與重組/永生化細胞系的優(yōu)缺點，以及研究內(nèi)源性與重組表達的靶蛋白。同時需要評估目標蛋白的表達水平，因為過多或過少的表達會影響靈敏度和分析質(zhì)量。細胞傳代和培養(yǎng)條件也會影響實驗質(zhì)量。
微孔板的選擇
正確選擇微孔板可以減少交叉效應(yīng)、降低背景、降低信號吸收或放大信號強度。下表顯示了基于檢測方法的微孔板選擇矩陣。
*，藥物研發(fā)花費巨大，耗時長。優(yōu)化已知影響數(shù)據(jù)質(zhì)量、生物相關(guān)性和治療可預(yù)測性的實驗因素終推動整個臨床前藥物開發(fā)工作的成功。選擇合適的分析技術(shù)、讀取模式和實驗?zāi)Ｐ鸵约皟?yōu)化實驗方案為成功和經(jīng)濟有效的藥物開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
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