生物醫藥領(lǐng)域普遍使用DMSO進(jìn)行化合物儲存，但是該方法在溶液測試的完整性方面存在很高的風(fēng)險。目前，人們對這些溶解后的儲存液發(fā)生變化所造成的后果知之甚少，也缺乏相應的管理措施。本報告提供的數據將闡明這一領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題，并為避免相關(guān)風(fēng)險提供明確的指導方向。
背景
由于DMSO具有優(yōu)異的溶解能力、化學(xué)惰性和高沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)，因此在生物實(shí)驗中測試的化合物通常溶解在DMSO中。然而，最近發(fā)表在文獻中的研究結果表明，DMSO具有高度親水性的特點(diǎn)，如果將其置于室溫條件下，則會(huì )迅速吸水。這可能會(huì )對溶解后的化合物儲存產(chǎn)生不利影響，因為它可能：
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降低儲存液濃度（通過(guò)吸水稀釋?zhuān)?
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誘導化合物沉淀
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促使化合物在儲存液中結晶
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增加化合物降解
目前，各部門(mén)化合物的儲存條件差異很大，這就會(huì )帶來(lái)實(shí)驗條件上的不一致性。這就使溶解后的儲存液會(huì )經(jīng)歷上述一種或所有情況的風(fēng)險；這可能導致儲存液濃度出現誤差，進(jìn)而影響到使用該化合物的所有檢測過(guò)程。因此，生物檢測中使用的化合物的實(shí)際濃度將低于實(shí)驗設計的濃度，導致統計分析中使用的數據是不準確的。
我們進(jìn)行了一項實(shí)驗，直接量化DMSO吸水后的化合物稀釋。在阿斯利康常用的儲存條件下，對溶解樣品的吸水率進(jìn)行了監測；這種吸水率被用來(lái)計算化合物儲存液的稀釋度。然后利用這些數據來(lái)評估在此類(lèi)數據的統計分析中使用不準確濃度的影響，并展示關(guān)鍵業(yè)務(wù)的決策可能受到的影響。
本實(shí)驗使用了九種化合物，包含三個(gè)不同的化學(xué)系列和三個(gè)分子量段（300、400和500）。利用TecanEVO 全自動(dòng)液體處理工作站，將這些化合物溶解在2mL的Fishervials*瓶中，瓶上帶有透氣性的隔膜，并記錄初始體積（所有體積均通過(guò)稱(chēng)重，并使用水和DMSO的校準曲線(xiàn)計算得出）?；衔锏闹貜徒M置于不同的儲存條件下：室溫、冰箱（4℃）和StoragePod（氮氣環(huán)境）。在四周的時(shí)間內，定期對樣品進(jìn)行稱(chēng)重，并記錄所有測量值。圖 1展示了體積增加量和儲存液濃度隨時(shí)間變化的圖。起始體積為 500ul，因此增加了100ul水相當于樣品濃度從10mM降至8.3mM。
圖1:在室溫、冰箱和氮氣環(huán)境下，10mM樣品儲存在2mL帶有透氣性的隔膜的Fisher小瓶中，體積增加量和儲存液濃度隨時(shí)間變化圖。每條曲線(xiàn)對應一瓶的化合物。
圖1中的結果表明，在室溫和4℃溫度下，DMSO的吸水量隨著(zhù)時(shí)間的推移迅速增加。在氮氣環(huán)境中儲存四周的化合物吸水量極?。ㄈ鐑煞鶊D所示）。不同化合物溶解后的結果之間存在相當大的差異，尤其是在4℃時(shí)，因為大氣會(huì )產(chǎn)生冷凝現象。統計分析表明，這種差異似乎與化合物的化學(xué)系列或分子量無(wú)關(guān)，意味著(zhù)無(wú)法彌補誤差。當化合物儲存在氮氣環(huán)境下的StoragePods中，并不會(huì )有任何問(wèn)題。
需要重申的是，水不是造成化合物儲存液的稀釋的唯一來(lái)源。由于化合物沉淀、結晶和降解的風(fēng)險，下文統計分析中會(huì )看到對儲存液更大的影響。在為期四周的測試過(guò)程中，九種化合物中有四種在室溫和4℃下析出；而在氮氣環(huán)境下儲存的化合物則不存在這個(gè)問(wèn)題。
用計算機模擬評估低起始濃度化合物的下游影響。圖 2中左圖顯示了在典型的生物測定中，當儲存液濃度降低達3mM時(shí)，對LogIC50的估計值的平均百分比變化。顯然這種效力被大大低估了。例如，當儲存液濃度從10mM降至8mM時(shí)，LogIC50= -1.58 的化合物（IC50= 0.0263uM，PIC50= 7.58）的LogIC50通常會(huì )降至-1.48左右（IC50= 0.0331uM，PIC50= 7.48）。由于 DMSO的親水性一般會(huì )對化合物產(chǎn)生不同的影響，這可能會(huì )影響化合物的排名順序并導致誤導性結果。
圖2：不同儲存液濃度降低時(shí)，LogIC50估計值的平均增長(cháng)百分比及其真實(shí)標準偏差。
圖2的右圖顯示了LogIC50估計值的平均標準偏差。隨著(zhù)儲存液濃度的降低，這些平均標準偏差也會(huì )迅速增大。這與標準統計分析得出的結果不同，標準統計分析得出的平均標準偏差總是與實(shí)驗中正確設置濃度時(shí)的平均標準偏差相近。例如，當儲存液濃度從10mM降至8mM時(shí)，LogIC50的估計標準偏差為0.0971，而不是常規統計分析中的0.0117（大八倍多）。對變異性的低估可能會(huì )導致對數據質(zhì)量的錯誤認知，并導致不正確的功效分析（例如，需要進(jìn)行多少次觀(guān)察和重復）。
事實(shí)證明，任何統計分析都無(wú)法正確分析數據，因為測試的真實(shí)濃度一般都是未知的。由于濃度的降低沒(méi)有明顯的規律可循，因此無(wú)法使用校正因子。因此，必須確保盡可能減少DMSO吸水的不利影響。
為此，我們購買(mǎi)了可在氮氣和低相對濕度條件下儲存化合物的設備。這些條件符合最佳實(shí)驗條件，可確保溶解后的化合物庫儲存液得到合適的儲存。在這些條件下儲存溶解后的化合物將有助于最大限度地降低本報告中強調的風(fēng)險，從而提高數據質(zhì)量，進(jìn)而做出更明智的商業(yè)決策。
*Finneran vials (4100-1232) shell borosilicate glass clear 2.0mL 12 x32mm.
Finneranconical snap plugs (5405SB-12) with starburst natural plugpolypropylene clear 12mm.
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