β-環糊精包合物的研究進展

任 敏，孫希陽，賀豐洋，張陸軍，王作棟，郭茗寒，蘇 瓊

(1.西北民族大學 化工學院，甘肅 蘭州 730030； 2.甘肅省高校環境友好復合材料及生物質利用省級重點實驗室，甘肅 蘭州 730030)

環糊精(CD)是從淀粉中產生的環狀低聚糖，其包合物是一種分子被包嵌于環糊精分子的空穴結構中所形成的包合體。而環糊精種類中β-CD包封率高，空腔尺寸適中，成本低，在醫藥、食品和化妝品行業得到廣泛應用。

1 β-環糊精的結構與性質

β-環糊精具有7個葡萄糖分子，分子式為C42H70O35。它的空穴大小適宜、水溶性低、口服毒性小，易與有機溶劑形成包合物，是藥物制劑及其他領域中最常用的主體分子。

2 包合物形成的條件

(1)主、客體分子的大小。客體分子進入β-環糊精內腔主要取決于客體分子的大小.

(2)極性與電荷。包合物是否能形成主要由客體分子的疏水性決定。

(3)介質。包合物制備中所選擇的溶劑至關重要。通常有機溶劑的存在是不利的，但有時卻是必不可少的，因為在沒有溶劑的情況下，溶解度低的客體分子無法被環糊精包封。

(4)主、客體間作用力。一般而言，包合物的主體與客體之間的相互作用具有疏水性作用力，靜電引力，范德華力，氫鍵以及其它力。主體分子和客體分子之間的相互作用越強，形成包合物越容易。

3 影響包合工藝的因素

3.1 投料比

大多數β-環糊精包合物主客體投料比為1∶1。易雪峰等人[4]將4，4'-二氨基二苯醚橋聯-雙β-環糊精和對氨基苯磺酸-β-環糊精衍生物分別與二苯甲酮形成包合物，兩者均在1∶1的化學計量比下形成了包合物。

3.2 包合方法的選擇

制備包合物的方法通常有以下幾種：飽和溶液法，晉文等人[5]采用飽和水溶液法制備了雷公藤甲素(TN)與2,6-二甲基-β-環糊精(DM -β-CD)的包合物。研磨法、冷凍干燥法、超聲波法，陳建平等人[6]采用超聲波法制備了氟苯尼考-羥丙基-β-環糊精(FF-HP-β-CD)包合物，通過掃描電鏡、差示掃描量熱、X射線衍射和傅立葉變換紅外光譜結果表明，FF被包裹在HP-β-CD的內腔中，形成包合物。減壓干燥法、噴霧干燥法等制備方法。其中超聲法一般包合率是最大的，研磨法是最經濟。

4 β-CD包合物的釋放特點

4.1 競爭性釋放

當包合物水溶液中的客分子達到相對平衡時，添加其它競爭性客分子或其它有機溶劑，使兩種客體分子產生競爭，原客體分子被取代。郝霞等人[7]基于金剛烷胺(AMD)和亞甲基藍(MB)與β-環糊精(β-CD)的形成競爭性主客體相互作用。由于主客體相互作用，MB分子可以進入β-CD的疏水內腔，在存在AMD的情況下，兩者與β-CD形成競爭性結合，并且MB分子被AMD置換。

4.2 溶蝕性釋放

有些藥物釋放速度很快，導致人體無法正常吸收，而在β-環糊精包合的作用下能夠緩慢釋放，達到人體正常所需。

5 利用計算機模擬軟件模擬β-CD包合物

分子模擬是理論和實驗的橋梁。實驗是通過理論的模型化和假設實現的；模擬是通過實驗的模型化實現的；理論是對模擬的假設和預測。分子模擬的優點有：經濟；安全；極限條件，如超高溫、低溫，超高壓、低壓，以及時間倒流等。Peixiao Tang等人[8]在通過表征泊沙康唑與β-環糊精(β-CD)和2，6-二甲基-β-環糊精(DM-β-CD)的包合物來提高泊沙康唑的水溶性和溶出度。進行了相溶解度研究，并利用分子模擬計算了溶液中的穩定常數。

6 β-環糊精的表征方法

(1)X射線衍射；(2)紫外-可見吸收光譜法；(3)熒光光譜法；(4)紅外光譜法；(5) 圓二色譜法；(6)熱分析法；(7)核磁共振法；(8)質譜法；(9)毛細管電泳法；(10)高效液相色譜法。顧佳麗等人[10]采用飽和溶液法研究制備芬苯達唑與β-環糊精包合物(。通過X射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等表征手段驗證包合物的形成。

7 β-CD包合物的應用

7.1 在藥劑學上的應用

(1)提高藥物的溶出。Asli Celebioglu等人[11]研究采用靜電紡絲技術制備甲硝唑/羥丙基-β-環糊精(HP-β-CYD)包合物納米纖維網，以達到甲硝唑的快速溶出。結果表明，HP-β-CYD包合物顯著提高了甲硝唑的水溶性。此外，甲硝唑/HP-β-CYD納米纖維網絡可以適用于快速溶解的口服藥物釋放。

(2)提高藥物的生物利用度。于琛琛等人[12]研究制備白藜蘆醇原料藥與β-環糊精包合物，結果表明，與未包合前比，白藜蘆醇原料藥與β-環糊精包合物中白藜蘆醇原料藥生物利用度明顯提高。

(3)增強藥物的穩定性。

(4)降低藥物毒副作用、掩蓋不良氣味。Xiaolan Zhang等人[14]首次將纖維素和甲殼素的棒狀晶須和血小板狀淀粉納米晶體等多糖納米晶體引入基于環糊精/聚合物包合物的超分子水凝膠中。與天然水凝膠相比，多糖納米晶體的摻入沒有表現出額外的細胞毒性。

7.2 在其他方面的應用

β-環糊精包合物應用于多方面，如食品方面，Yuexi Yang等人[15]研究制備了納他霉素/甲基-β-環糊精(N/ME-β-CD)包合物，并將其應用于糯玉米淀粉基保鮮保鮮。結果表明，納他霉素的疏水部分(C16-C26)可部分插入ME-β-CD的寬邊空腔中，形成包合物，且N/ME-β-CdS復合涂膜能減少番茄果實在貯藏過程中的失重，延緩果實成熟，抑制灰霉病菌引起的果實腐爛。

8 應用前景

β-環糊精包合物因具有特殊性質而被廣泛應用于醫藥、食品、環境等領域。隨著科技的發展，β-環糊精包合物的其他應用正不斷的在開發，在醫藥方面主要利用β-環糊精包合物增加藥物溶解度、提高穩定性、液體藥物固體化、降低刺激性等，且已取得一定的研究成果。β-環糊精包合物應用空間廣泛，可不斷探索新的包合工藝、方法，研究出新型的β-環糊精包合物，使其應用在更更廣泛的領域中去。