β-環糊精及其衍生物對倍他米松的增溶效果

張 強

新疆石河子天業集團電石籌建處，新疆 石河子 832000

1 β-環糊精簡介

倍他環糊精（β-環狀糊精）是葡萄糖基轉移酶作用于淀粉的產物，是白色結晶性粉末，是由7個葡萄糖單位經α-1，4糖鍵連接成環型結構的糊精，形狀口寬底窄類似一個圓錐臺里面中空，這樣形成的空穴恰好可以裝進其它子。這種環狀空穴結構也稱為”分子膠囊”，由于具有外表面親水內表面疏水的空腔結構，能與許多種物質形成包結合物。工業上的應用正是利用這種性質。倍他環糊精的水溶解度為1.85，不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。

由于環糊精分子空腔直徑不同，不同的環糊精可以包結不同大小的分子，因此環糊精可被用于包結不同的客體分子，優化它們的物理、化學、生物特性環糊精由6、7、8個葡萄糖分子組成的分別叫做α-環糊精 、β-環糊精 、γ-環糊精。

圖1 β-環糊精結構圖

β-環糊精要用于以下幾個方面：1）食品制造、煙草加工；2）紡織品制造中；3）美容化妝品中；4）應用于分離分析中 ；5）醫藥方面，它做為藥物的輔料，能提高藥物的水溶解度，穩定性，促進藥物的吸收，將藥物轉為微晶粉末，掩蓋藥物的不良氣味等。水難溶性藥物與環糊精形成包合物，藥物的脂溶性基團插入環糊精，由于β-環糊精的筒內，筒狀外圍多個親水性的醇羥基，使得水難溶性藥物在水中的溶解度上升，從而為水難容性藥物的廣泛應用開辟了新的途徑。

2 HP-β-環糊精性質及其應用

羥丙基倍他環糊精是β-環狀糊精的一種羥烷基化衍生物。它是近幾年有關制備方法，毒理試驗，應用范圍研究的比較透徹的β-環糊精衍生物之一。HP-β-環糊精不但可以與β-環糊精一樣對許多化合物具有優良的包絡作用，提高被包絡物質的穩定性，而且它還具有水溶性高和在生物體內提高被包絡藥物的釋放速度和生物利用度。HP-β-環糊精具有一些特殊的優良特性，應用范圍更廣，在醫藥上最具有應用前途。在堿性介質中很穩定，能被強酸分解，具有分子包絡作用以及對人無毒等與β-環糊精相同之外。

3 倍他米松簡介

倍他米松為白色或類白色結晶性粉末；無嗅，味苦。本品在乙醇中略溶，在二氧六環中微溶，在水或氯仿中幾乎不溶。臨床用于腎上腺皮質激素類藥。具有影響糖代謝、抗炎、抗過敏等作用。適用于類風濕性關節炎等膠原性疾病及過敏性、神經性皮炎等皮膚病。

針對倍他米松的溶解度小的特點，本實驗試圖通過用環糊精及其衍生對倍他米松進行包結來增大它的溶解度，以便更好的用于醫療。

4 實驗過程

4.1 β-環糊精重結晶

β-環糊精使用前在水中重結晶2次，方法如下：β-環糊精30克溶解在100mL蒸餾水中，加熱使其溶解，然后趁熱過濾，除去殘渣，所得溶液在室溫下放置2h冷卻析出白色結晶，過濾除去母液，將白色晶體再次溶解在蒸餾水中，加熱使其溶解，趁熱過濾，除去殘渣，所得溶液在室溫下放置2h冷卻析出白色結晶，過濾除去母液，所得到的白色晶體真空干燥24h，置于藥瓶中保存備用。

4.2 標準溶液的配制

精確稱取一定量的客體（倍他米松），溶于磷酸鹽緩沖溶液，置于100mL容量瓶，定容，得到系列標準溶液。分別量取1，2，3，4，5，6，7mL置于10mL容量瓶中定容。以磷酸鹽緩沖溶液為參比，用紫外-可見分光光度計分別測定放置客體溶液的特征吸收峰的強度，以A（吸光度）為縱坐標，C（濃度）為橫坐標作圖，繪制標準曲線，并進行線性回歸，得到標準曲線方程。

5 最大吸收峰的確定

配制一定濃度的客體（倍他米松）溶液，在不同波長下用紫外分光光度計測定其吸光度。可知客體藥物倍他米松的最大吸收峰為239nm。

6 β-CD對倍他米松的增溶

以主體（β-CD）濃度為橫坐標，客體分子溶解度為縱坐標作圖， 得β-環糊精對倍他米松的增溶曲線圖。由圖可知在該實驗條件下倍他米松被倍他環糊精包結后溶解度增大了8倍，大大改善了其在水中的溶解度，起到了相當好的增溶作用。

7 HP-β-CD對倍他米松的增溶

以主體(HP-β-CD)濃度為橫坐標，客體分子溶解度為縱坐標作圖， 得HP-β-環糊精對倍他米松的增溶曲線圖，由圖可以了解到在該實驗條件下HP-β-環糊精使藥物溶解度增大了3.5倍。改善了倍他米松在水中的溶解度。但不如倍他環糊精的增容效果明顯。

8 主、客體及其包結物的紅外光譜圖

如圖分別給出β-環糊精、HP-β-環糊精與倍他米松及主客體包結物的紅外光譜圖。

圖2 β-CD紅外光譜圖

圖3 HP-β-CD紅外光譜圖

由圖2～圖3比較可見，倍他米松被β-環糊精包結后，3450cm-1處為締合0-H伸縮振動的特征吸收，倍他米松在3448cm-1處包結后其峰型變寬，主要是環糊精中含有大量的羥基的原因。1710cm-1～1720cm-1為羰基的特征吸收峰，當與其它基團發生共軛會移向低頻率，在這個范圍的特征吸收有所減弱，可以初步判斷為C=O鍵部分發生了包結，由于C-F的伸縮振動出現在1400cm-1～1000cm-1，為強吸收，倍他米松紅外圖中1156cm-1處的一個強吸收在包結后減弱了，推斷C-F鍵可能發生了包結，1620cm-1左右為C=C的特征吸收，在包結后也減弱了，由各個特征吸收在包結后其特征吸收減弱或消失，可以證明倍他米松有部分與β-環糊精和HP-β-環糊精發生了包結反應。進一步驗證了包結反應。

圖4 倍他米松紅外光譜圖

9 結論

在本實驗條件下，可以發現藥物分子對β-環糊精及衍生物（HP-β-CD）對客體藥物倍他米松起到了很好的增溶作用，溶解度分別有了3.5～8倍的增大，β-環糊精對客體藥物的增溶效果較HP-β-環糊精好一些。據紅外圖譜顯示許多特征峰包結后在紅外圖譜上有所減弱或消失，進一步驗證了包結反應，對包結物進行了表征。成功完成了實驗的預期目的。