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膽酸化學名“3，7，12-三羥基甾代異戊酸”。分子式C24H40O5。分子量408.59。由乙醚中得正交晶體或由稀乙醇中得結晶(一水合物)。熔點198℃(無水合物)，[α]D20+37℃(乙醇，C=0.6)。可溶于醇、醚、丙酮、氯仿及乙酸。以牛磺膽酸、甘氨膽酸的形式存在于哺乳動物、魚類、兩棲動物及爬蟲類的膽內。可與正十六醇、棕櫚酸、硬脂酸、硬脂炔酸、巴西烯酸、廿二碳-13-炔酸等形成二元共熔物。
在稀乙酸或碳酸氫鈉溶液中與溴作用得3，7，12-三羰-5β-膽烷-24-酸(去氫膽酸)。在乙酸中用乙酰氯酰化得12α-羥基-3α，7α-二乙酰氧基-5β-膽烷-24-酸，與稀鹽酸或在乙酸中與稀鹽酸作用呈藍紫色，其濃硫酸溶液為橙紅色并有綠色熒光。膽酸由一個剛性的甾環和一個脂肪側鏈組成，由德國科學家海因里希·奧托·維蘭德( Heinrich Otto Wieland) 發現并對其結構進行測定，是膽汁中一大類膽烷酸的總稱。
研究證明膽酸偶聯的前藥具有了肝靶向作用，新陳代謝穩定性提高，膽酸作為載體的藥物設計逐漸成為研究熱點。近年來，隨著膽酸相關研究的深入，膽酸作為載體與轉運酶和藥物之間的構效關系越來越清晰，加速了膽酸為載體的前藥設計、合成，使得膽酸載體的研究進入了一個全新的階段。
膽酸可以被特異性識別吸收的關鍵主體結構是： C-24 位附近具有陰離子性集團；甾環上至少具有一個軸向羥基集團；甾環A 和B 是順式構型。藥效集團與膽酸合理結構修飾集中體現在C-3 位和C-24 位上。C-24 位的羧基可以形成酯鍵、酰胺鍵或者被還原。C-3 位羥基集團可以形成酯鍵、醚鍵或者被替換。藥效集團可以通過鏈或者直接連接到這兩個位置。
為了測試連接位點和藥物連接鍵的改變對膽酸載體性質的影響對不同膽酸的不同位點引入了疊氮集團，研究表明當引入疊氮集團或者氨基時膽酸載體的細胞毒性上升，并且毒性與新載體的極性表面積有直接關聯，極性表面積越小毒性越大。當藥物重點強調的是細胞毒性的時候，使用疊氮或者氨基與膽酸偶聯作具有更好的效果。
他后期的研究采用在藥物不同位點引入熒光集團的跟蹤方法，證明了在膽酸C-3 位軸向連接藥物集團才具有通過主動運輸進入細胞的能力，并且熊脫氧膽酸較脫氧膽酸提供主動運輸能力要更強。
對于膽酸作為載體的研究更集中在藥物在膽酸上連接位置對新衍生物分子中的膽酸主動運輸影響。研究表明藥效集團以酰胺鍵與膽酸C24 進行偶聯在體內更穩定，以酯鍵相連易于水解。雖然天然的膽酸C-24 位是羧酸型，但新衍生物分子中的膽酸上C-24 位置附近無羧酸型對活性影響不大。膽酸偶聯的藥效團上，陰離子型取代基(羧基) 大于一個時會嚴重破壞化合物與ASBT的結合。
膽酸與藥物偶聯時，連接鏈的長度影響藥物活性。E.Polli 的小組又研究了膽酸C-3 位和C-7 位羥基的改變對于其主動運輸性質的影響，結果表明當C-3 位引入藥物集團時，并不會影響藥物偶聯膽酸新衍生物參與主動運輸的活性，但C-7 位引入藥物集團時，新衍生物無法參與正常的主動運輸。藥效集團與膽酸偶聯后對于藥效集團影響的構效關系研究較少，利用膽酸為載體的新衍生物有時會降低藥效集團的活性，在選取膽酸作為載體后，需要對新衍生物具體的分析。
膽酸作為藥物載體具有兩方面的應用：一是利用了膽酸在小腸中的高效率回收作用提高藥物的口服利用度。二是利用膽酸可被肝細胞NTCP 攝入及小腸細胞ASBT 重新吸收，提高藥物的肝腸靶向性。另外，利用了膽酸兩性分子的優勢，可有助于提高藥物對于細胞膜的滲透性。
膽酸作為口服藥物載體，可提高藥物口服利用度及在小腸中的穩定性，加巴噴丁［13］( gabapentin) 是一種抗焦慮型藥物，但它在口服過程中吸收率低和易水解，設計合成了5 種與膽酸載體偶聯的加巴噴丁衍生物，靶點ASBT，實驗表明，單價陰離子型化合物具有較好的ASBT 靶向功能，雙陰離子型化合物具有一般的ASBT 親和力。
體外分析實驗表明，加巴噴丁偶聯膽酸后，其在體內的穩定性較母藥有了大幅度的提高，但有一定量的綴合物會釋放出母藥，證明這種釋放是由體內酶作用導致的。通過加巴噴丁偶聯膽酸，成功的延緩了它在體內的降解速度，提高了口服利用度。但通過酰胺鍵或酯鍵與膽酸相連的藥物在生物體內都可以進行降解，釋放出母藥。
肝素是一種高效的抗凝血劑，最近的研究報道它具有抗腫瘤活性，但肝素在腸道內很難被吸收，很難做成口服型藥物，設計合成了一系列脫氧膽酸偶聯低分子肝素綴合物LHD，體內實驗表明，LHD 的口服利用度較肝素有了大幅度的提高，并且裸鼠實驗表明，LHD 可以顯著抑制黑色素瘤B16F10 細胞及人肺癌A549 細胞的轉移。
膽酸作為靶向藥物載體，可以提高藥物在肝及小腸的濃度，靶向投送藥物，降低藥物毒副作用。有機硝酸酯類是治療肝硬化的臨床用藥，但是在臨床應用中有機硝酸酯類的一氧化氮釋放藥物門靜脈特異性差，經常產生全身副作用。因而，設計出了一種硝酸酯與肝靶向載體熊去氧膽酸的偶聯物NCX1000。
使用效率更好的微波輔助Cu( I) 催化環加成反映，分別在膽酸的C-24 位(羧基被還原) ，C-3 位連接了抗菌藥物氟康唑。新獲得的衍生物表現出良好的抗菌能力。隨后又在C-24 位(羧基保留) 連擊酯鍵或者酰胺鍵后，利用微波輔助Cu( I) 催化環加成反映連接了β-內酰胺類抗生素，抗菌活性測試表明，連接膽酸后較藥效團活性大幅度增強，目前正在對藥物的細胞膜滲透性做藥理學研究。
[1] 化合物詞典
[2] 膽汁酸的代謝、生理作用及其臨床意義
[3] 膽酸作為藥物載體的研究進展