心脏毒性与离体、在体检测

心脏毒性是药物研发中的一大关注点，因为许多药物可能导致尖端扭转型室速（TdP）心律失常，从而引发心源性猝死。

为降低风险，需开展安全药理学研究。许多药物候选物在临床前安全性研究的后期因 QT 间期延长而失败，因此在药物研发的早期阶段对其 hERG 通道活性进行筛查至关重要。而离体与在体研究相比体外实验能提供更为确切的心律失常信息。

离体检测方法

浦肯野纤维位于心室内壁，在电脉冲传导和传播中起关键作用。它们易在早期发生去极化，这被认为是致命性尖端扭转型室速（TdP）的诱因。一些研究表明，许多室性心律失常实际上起源于浦肯野纤维传导系统。离体浦肯野纤维可检测药物对动作电位形态的影响，并提供关于瞬时外向钾离子电流及快速、慢速延迟整流钾电流的详细信息。浦肯野纤维可从豚鼠、兔或狗中分离获得，其极化和动作电位时程延长与人类心脏表现相似。

兔浦肯野细胞的分离步骤如下：处死动物后取出心脏，置于富钾和葡萄糖的氧合细胞外液中（室温保存）。浦肯野纤维连同小块心室肌一同解剖以避免损伤，分割成2-3段后通过心室肌固定于实验舱的硅胶底部。 transmembrane电压通过玻璃微电极记录（尖端电阻10-20 MΩ）。

Langendorff离体心脏灌流法

该实验中，心脏从动物体内取出后浸入温水器官浴槽/舱中，经主动脉插管进行逆行灌注。蠕动泵以恒定流速输送灌流液（常用Krebs Henseleit缓冲液KHB）。KHB成分为：MgSO₄ 1.2 mM、KH₂PO₄ 1.2 mM、葡萄糖11 mM、NaCl 118.5 mM、NaHCO₃ 25.0 mM、KCl 4.7 mM、CaCl₂ 1.2-1.8 mM，持续通入95% O₂ + 5% CO₂（维持37°C）。灌注导管侧臂用于给药，左心室内插入心室球囊记录左室压力（LVP）。球囊通过注水导管充气以维持心室压力，导管另一端连接压力传感器监测收缩压和舒张压。心室充盈增加收缩力，左心室压力通过压力传感器测量。热电偶插入右心室监测温度，所有传感器连接计算机设备持续记录心电图。

在体QT检测

豚鼠用于在体QT检测，经腹腔注射麻醉后置于37-39°C循环水加热垫上，通过气管造口术进行机械通气。脉搏血氧仪监测血氧饱和度，颈静脉和颈动脉分别插管用于给药和血压监测。肢体和胸部放置ECG电极记录信号，给药后观察30分钟评估药物效应。

无创遥测技术

心电图仪器仍是研究药物对心脏电生理影响的金标准，广泛用于安全药理学和毒理学评估等非临床研究。无创遥测系统广泛应用于心脏毒性研究，常用犬类模型（其心电图与人类高度相似），也使用豚鼠和灵长类。该系统可深度分析ECG形态的正常和异常变化，实时监测QT间期和心率的逐搏变化。

优势包括：非侵入性操作、动物清醒状态下可自由活动、低应激水平、长期数据采集、信息量丰富（但成本较高）。通过ECG可直接观察活体中药物hERG阻断导致的QT延长及TdP现象。实验前动物需适应电极和监测服，给药后持续监测心率和ECG信号。既往研究曾用比格犬评价莫西沙星（30 mg/kg）的ECG参数变化，结果显示该氟喹诺酮抗生素可引起QT延长。

无线遥测系统

遥测技术现已应用于多个领域，其目标是在动物清醒无扰状态下提供所需生理数据。无线系统因自动化生理测量而易于操作，减轻研究人员负担和动物应激。自动数据采集无需人工干预，避免了传统方法的人为误差和个人偏倚，极大减少了数据收集所需的人力投入。

该系统由舱体、传感器、电池、发射器和接收器组成。舱内配备一次性足板电极（植入式微型装置），可实现小动物的自动化无线测量。动物进入舱体后，发射器通过无线电波发送生理数据至接收器，ECG信号自动记录（优于传统存储设备），确保结果客观准确。