淺析蝦青素羥丙基β環(huán)糊精包合物的制備與穩(wěn)定性

1、淺析蝦青素羥丙基 環(huán)糊精包合物的制備與穩(wěn)定性摘要：目的： 研究蝦青素羥丙基環(huán)糊精的包合， 尋找改善蝦青素水溶性和穩(wěn)定性的方法。方法：利用紫外光譜法研究水溶液中蝦青素和羥丙基環(huán)糊精的包合作用； 采用研磨法制備蝦青素羥丙基環(huán)糊精包合物，并用紅外光譜法驗證包合物的形成；于60， 5 000 lux 條件下對包合物進行了穩(wěn)定性加速實驗。結果：在水溶液中蝦青素和羥丙基環(huán)糊精能夠形成摩爾比 12的包合物，包合后蝦青素的溶解度由 mg/L 上升到 mg/L ，穩(wěn)定性提高了約 20 倍。結論： 環(huán)糊精包合技術顯著提高了蝦青素的溶解度和穩(wěn)定性。關鍵詞：蝦青素；羥丙基 環(huán)糊精；包合物蝦青素 (astaxanthi

2、n,ASX)是一種重要的類胡蘿卜素，具有極強的抗氧化性能，有抑制腫瘤發(fā)生， 增強免疫力， 清除體內自由基等多方面的生物學功能 1，在醫(yī)藥、食品、飼料等工業(yè)中具有廣闊的應用前景。但蝦青素極易被氧化且水溶性差，這些特點嚴重限制了它的應用 2。羥丙基環(huán)糊精（）是一種優(yōu)質的包合材料，能夠顯著地改善藥物的溶解性和穩(wěn)定性3,4 。本研究旨在利用包合 ASX以增加其穩(wěn)定性，改善其水溶性 ,為 ASX在更廣闊領域的應用打下基礎。1材料與方法材料ASX（>98%）（Sigma 公司）；（江蘇省泰興新鑫醫(yī)藥輔料有限公司，平均取代度，平均相對分子質量1 380 ）；甲醇（色譜純試劑， Merck公司）；純凈水

3、（自制）；其他所用試劑均為分析純。 Waters HPLC系統(tǒng)（美國 Waters公司）；型紫外可見分光光度計( 日本島津公司) ；紅外光譜儀（美國Nicolet公司）；KQ5200型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限責任公司）；循環(huán)水式真空泵（鞏義市英峪予華儀器廠）。方法ASX 含量測定方法色譜條件本實驗采用高效液相色譜法測定 ASX的含量 , 按照文獻 5,6 報道方法，色譜條件：色譜柱為 Kromasil C18(5 m, 250 mm× mm)；流動相為甲醇：水（9010）；流速為 ml/min ；柱溫為 30；進樣量為 10 l ；紫外檢測器檢測，檢測波長為 475 nm 。

4、標準曲線的制作精密稱取 ASX mg,甲醇溶解定容至100 ml, 得到儲備液。用甲醇稀釋儲備液配制成， mg/L 的系列濃度試液 , 按上述色譜條件 , 分別精密注入 10 l 至高效液相色譜儀中 , 記錄。以濃度 C(mg/L) 為橫坐標 , 峰面積 A(mAU/min)為縱坐標 , 求得回歸方程。包合比的測定通過摩爾比率法測定包合比 7。精確稱取 ASX適量，配制濃度為 5×10-3mmol/L 的ASX水溶液，設為A 液。稱取適量，用A 液溶解，配制濃度為（ 15）× 10-3 mmol/L 的系列溶液。各溶液超聲 10 min 后在 475 nm波長處測定光密度值

5、 D。以 的濃度 C 為橫坐標 , 以光密度值 D 為縱坐標作圖，所得曲線的轉折點處對應的 和 ASX濃度的比值就是包合物的包合比。包合物的制備用研磨法，將 ASX和以適當摩爾比投料， 常溫下加少量水研磨4 h ，然后真空干燥12 h ，干燥物用少量乙醇快速洗滌1 次，揮干乙醇后得淡紫色粉末。按此法制備3 批包合物。包合物的含量測定精確稱取包合物 10 mg，溶解在 100 ml 甲醇中，超聲 10min。溶液用 m一次性針頭濾器過濾，濾液稀釋后，根據(jù)“”含量測定方法進行分析。包合物的紅外光譜掃描驗證分別稱取適量 ASX、ASX、的物理混合物 ( 按包合物制備時的投料比 ) 、包合物分別與 K

6、Br 混勻壓片，進行紅外光譜掃描，掃描范圍為5004 000 cm-1 。包合物的溶解度測定分別稱取 ASX和 ASX包合物適量懸浮于4 ml 水中，20避光超聲溶解 1 h，形成兩者的過飽和溶液。溶液用m一次性針頭濾器過濾，濾液適當稀釋后，根據(jù)“”含量測定方法進行分析，從而推算出包合前后ASX在水中溶解度的變化。包合物的穩(wěn)定性取適量包合物樣品于稱量瓶中，于60、 5000 lux 條件下進行穩(wěn)定性加速實驗， 每隔一段時間測定 ASX含量，與原始含量相比得殘存率。同時用未經包合的蝦青素樣品做對照實驗， 采用“”含量測定方法檢測 ASX含量變化。2 結果包合比的測定包合比的測定結果如圖1 所示，

7、溶液中的 ASX由于被包合而紫外吸收增強，并在一定的范圍內與的濃度正相關。當濃度為 10×10-3 mmol/L 時，曲線出現(xiàn)明顯的轉折，證明溶液中的ASX完全被包合，此時 ASX和的摩爾濃度比為 12。這表明， ASX與可能形成了摩爾比為12的包合物。包合物的制備與含量分析根據(jù)包合比測定結果， 將 ASX和按摩爾比 12投料制備包合物。為了使 ASX包合完全，可采取適當增加投料量的方法。分別稱取 200 mg ASX和，制備 3 批包合物。根據(jù)實驗“”所得校正曲線方程（ A=79 066 C 15 043r= 9 ）測定包合物中ASX含量，結果見表 1，包合物的制備工藝穩(wěn)定。（ R

8、SD=%）。表 1包合物中的 ASX含量測定（略） 包合物的溶解度實驗結果表明，ASX和形成包合物后， 水溶性顯著改善， 溶解度由mg/L上升到mg/L 。包合物的紅外光譜分析紅外光譜掃描結果如圖2 所示， ASX 分子在 1 654 cm-1 有較強的吸收峰，是由于 C=O鍵的伸縮振動造成的。 1 552 cm-1 的峰是芳香族C=C雙鍵的伸縮振動產生的。974 cm-1 的峰是 C,C 共軛體系中 C-H 的吸收峰。包合物與物理混合物圖譜明顯不同, ASX 1 552 cm-1的吸收峰在物理混合物中仍然存在，而 ASX位于 974 cm-1 和 1 654 cm-1 處的

9、特征吸收峰在D包合物圖譜中消失 , 呈現(xiàn)出與相似的吸收峰 , 這是由于客體分子 ASX被包合進入主體分子HP CD的空腔內 , 并受到強烈的約束。主客體之間借助包括疏水作用力、范德華力、氫鍵等多種弱的相互作用結合, 使客體基團振動減弱。根據(jù)圖譜推斷CD包合物已經形成。ASX/HPCD包合物的穩(wěn)定性研究ASX 和CD 包合物的穩(wěn)定性加速實驗結果如表2 所示。在60,5 000 lux 條件下ASX迅速被氧化；而當ASX被包合后，穩(wěn)定性提高了約 20 倍。由此可見，環(huán)糊精包合技術可顯著提高大大延長其保存期。3 討論ASX的穩(wěn)定性，從而ASX是一種具有多種重要生物學功能的類胡蘿卜素，但目前還未能應用

10、于醫(yī)藥領域。其主要原因可能有兩方面： 一方面，其藥理活性的應用基礎研究還比較薄弱；另一方面，藥學性質較差，主要表現(xiàn)為溶解度低且光熱穩(wěn)定性差。關于 ASX和 的包合作用研究已有文獻報道2， 包合能夠顯著增強蝦青素的穩(wěn)定性， 但未能有效改善其水溶性。 因此，選擇增溶性能更好的環(huán)糊精類包合材料來改善 ASX的藥學性質具有可預期的應用價值。表 2ASX 與包合物的穩(wěn)定性實驗（略）實驗表明 ASX和在水溶液中能夠形成包合物，通過摩爾比率實驗推測包合比可能為12。 ASX是一個具有 11 個不飽和碳碳雙鍵的長鏈狀分子，分子兩端各有一個羰基，這種結構提供了以摩爾比 12與 形成包合物的可能性 8。本文采用研

11、磨法制備包合物，制備過程簡單且不加入有機溶劑。有研究表明 9-11 ，有機溶劑小分子可與藥物競爭進入環(huán)糊精類材料的空腔，甚至會形成藥物 / 環(huán)糊精 / 有機溶劑分子三元包合物 , 并且無法通過洗滌、減壓干燥等純化步驟將有機溶劑去除 , 從而造成包合物中有機溶劑的殘留，影響包合物的質量。另外，我們認為包合比雖然對包合物制備有理論指導作用， 但也不能完全等同于投料比。關于 ASX和 包合物制備的最佳反應條件還需要進一步深入研究。ASX 和形成包合物后，的疏水內腔在分子水平包裹了 ASX，其對 ASX的空間位阻作用和絡合作用顯著增強了ASX的穩(wěn)定性，而外部親水性的基團則大大改善了ASX的水溶性。AS

12、X藥學性質的改善為其在醫(yī)藥領域的應用打下基礎?！緟⒖嘉墨I】1Ciapara IH,Valenzucla LF,Goycoolea FM, et al.Microencapsulationof astaxanthinin a chitosanmatrix J. CarbohydratePolymers, 20XX, 56:41-45.2Chen XL, Chen R, Guo ZY, et al. The preparation and stabilityof the inclusion plex of astaxanthin with J . FoodChemistry, 20XX, 101（

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