β-环糊精包合物的研究进展

任 敏，孙希阳，贺丰洋，张陆军，王作栋，郭茗寒，苏 琼

(1.西北民族大学 化工学院，甘肃 兰州 730030； 2.甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，甘肃 兰州 730030)

环糊精(CD)是从淀粉中产生的环状低聚糖，其包合物是一种分子被包嵌于环糊精分子的空穴结构中所形成的包合体。而环糊精种类中β-CD包封率高，空腔尺寸适中，成本低，在医药、食品和化妆品行业得到广泛应用。

1 β-环糊精的结构与性质

β-环糊精具有7个葡萄糖分子，分子式为C42H70O35。它的空穴大小适宜、水溶性低、口服毒性小，易与有机溶剂形成包合物，是药物制剂及其他领域中最常用的主体分子。

2 包合物形成的条件

(1)主、客体分子的大小。客体分子进入β-环糊精内腔主要取决于客体分子的大小.

(2)极性与电荷。包合物是否能形成主要由客体分子的疏水性决定。

(3)介质。包合物制备中所选择的溶剂至关重要。通常有机溶剂的存在是不利的，但有时却是必不可少的，因为在没有溶剂的情况下，溶解度低的客体分子无法被环糊精包封。

(4)主、客体间作用力。一般而言，包合物的主体与客体之间的相互作用具有疏水性作用力，静电引力，范德华力，氢键以及其它力。主体分子和客体分子之间的相互作用越强，形成包合物越容易。

3 影响包合工艺的因素

3.1 投料比

大多数β-环糊精包合物主客体投料比为1∶1。易雪峰等人[4]将4，4'-二氨基二苯醚桥联-双β-环糊精和对氨基苯磺酸-β-环糊精衍生物分别与二苯甲酮形成包合物，两者均在1∶1的化学计量比下形成了包合物。

3.2 包合方法的选择

制备包合物的方法通常有以下几种：饱和溶液法，晋文等人[5]采用饱和水溶液法制备了雷公藤甲素(TN)与2,6-二甲基-β-环糊精(DM -β-CD)的包合物。研磨法、冷冻干燥法、超声波法，陈建平等人[6]采用超声波法制备了氟苯尼考-羟丙基-β-环糊精(FF-HP-β-CD)包合物，通过扫描电镜、差示扫描量热、X射线衍射和傅立叶变换红外光谱结果表明，FF被包裹在HP-β-CD的内腔中，形成包合物。减压干燥法、喷雾干燥法等制备方法。其中超声法一般包合率是最大的，研磨法是最经济。

4 β-CD包合物的释放特点

4.1 竞争性释放

当包合物水溶液中的客分子达到相对平衡时，添加其它竞争性客分子或其它有机溶剂，使两种客体分子产生竞争，原客体分子被取代。郝霞等人[7]基于金刚烷胺(AMD)和亚甲基蓝(MB)与β-环糊精(β-CD)的形成竞争性主客体相互作用。由于主客体相互作用，MB分子可以进入β-CD的疏水内腔，在存在AMD的情况下，两者与β-CD形成竞争性结合，并且MB分子被AMD置换。

4.2 溶蚀性释放

有些药物释放速度很快，导致人体无法正常吸收，而在β-环糊精包合的作用下能够缓慢释放，达到人体正常所需。

5 利用计算机模拟软件模拟β-CD包合物

分子模拟是理论和实验的桥梁。实验是通过理论的模型化和假设实现的；模拟是通过实验的模型化实现的；理论是对模拟的假设和预测。分子模拟的优点有：经济；安全；极限条件，如超高温、低温，超高压、低压，以及时间倒流等。Peixiao Tang等人[8]在通过表征泊沙康唑与β-环糊精(β-CD)和2，6-二甲基-β-环糊精(DM-β-CD)的包合物来提高泊沙康唑的水溶性和溶出度。进行了相溶解度研究，并利用分子模拟计算了溶液中的稳定常数。

6 β-环糊精的表征方法

(1)X射线衍射；(2)紫外-可见吸收光谱法；(3)荧光光谱法；(4)红外光谱法；(5) 圆二色谱法；(6)热分析法；(7)核磁共振法；(8)质谱法；(9)毛细管电泳法；(10)高效液相色谱法。顾佳丽等人[10]采用饱和溶液法研究制备芬苯达唑与β-环糊精包合物(。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段验证包合物的形成。

7 β-CD包合物的应用

7.1 在药剂学上的应用

(1)提高药物的溶出。Asli Celebioglu等人[11]研究采用静电纺丝技术制备甲硝唑/羟丙基-β-环糊精(HP-β-CYD)包合物纳米纤维网，以达到甲硝唑的快速溶出。结果表明，HP-β-CYD包合物显著提高了甲硝唑的水溶性。此外，甲硝唑/HP-β-CYD纳米纤维网络可以适用于快速溶解的口服药物释放。

(2)提高药物的生物利用度。于琛琛等人[12]研究制备白藜芦醇原料药与β-环糊精包合物，结果表明，与未包合前比，白藜芦醇原料药与β-环糊精包合物中白藜芦醇原料药生物利用度明显提高。

(3)增强药物的稳定性。

(4)降低药物毒副作用、掩盖不良气味。Xiaolan Zhang等人[14]首次将纤维素和甲壳素的棒状晶须和血小板状淀粉纳米晶体等多糖纳米晶体引入基于环糊精/聚合物包合物的超分子水凝胶中。与天然水凝胶相比，多糖纳米晶体的掺入没有表现出额外的细胞毒性。

7.2 在其他方面的应用

β-环糊精包合物应用于多方面，如食品方面，Yuexi Yang等人[15]研究制备了纳他霉素/甲基-β-环糊精(N/ME-β-CD)包合物，并将其应用于糯玉米淀粉基保鲜保鲜。结果表明，纳他霉素的疏水部分(C16-C26)可部分插入ME-β-CD的宽边空腔中，形成包合物，且N/ME-β-CdS复合涂膜能减少番茄果实在贮藏过程中的失重，延缓果实成熟，抑制灰霉病菌引起的果实腐烂。

8 应用前景

β-环糊精包合物因具有特殊性质而被广泛应用于医药、食品、环境等领域。随着科技的发展，β-环糊精包合物的其他应用正不断的在开发，在医药方面主要利用β-环糊精包合物增加药物溶解度、提高稳定性、液体药物固体化、降低刺激性等，且已取得一定的研究成果。β-环糊精包合物应用空间广泛，可不断探索新的包合工艺、方法，研究出新型的β-环糊精包合物，使其应用在更更广泛的领域中去。