β-環糊精衍生物對5-氟尿嘧啶包合和增溶研究*

甘永江，張 貝，張毅民，凌善鋒

(1 汕尾職業技術學院，廣東 汕尾 516600；2 天津大學，綠色合成與轉化教育部重點實驗室，化工學院，天津 300072)

5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)對許多腫瘤，如結腸癌、直腸癌、胃癌等具有一定療效。然而由于五氟尿嘧啶具有較大的毒副作用，且排泄過快，口服后會在胃中大量釋放，對胃腸道構成較大傷害[1-3]。環糊精(Cyclodextrins)又可以被稱為 Schardinger 糊精是一類環狀型寡糖的總糖，研究表明環糊精基本的分子結構的形狀呈截形圓筒。環糊精這一種環狀低聚糖主要是由1→4糖苷鍵(主要以6～8個葡萄糖分子為主)鏈接而成的從而具有 “內疏水外親水”這種特殊的結構性質。其中，β-環糊精及其衍生物有著非常特殊的包合作用在許多藥物上，所以在藥物輔料中有著非常重要的應用[4-5]。

本文利用β-環糊精及其衍生物的特性，利用其對五氟尿嘧啶包結合和增溶作用，充分測定包合常數、包率和增溶效倍數，為藥物臨床應用提供基礎參考。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

電子天平JJ-200；U3010紫外-可見光光度計；超級恒溫槽CS501型；HZQ-F全溫振蕩培養箱。

5-氟尿嘧啶、β-環糊精和羥丙基-β-環糊精市售。甲基化-β-環糊精，自制[6]；乙基化-β-環糊精，自制[7]。

1.2 實驗步驟

1.2.1 緩沖溶液的配制

用蒸餾水分別配制0.2 mol/L的磷酸二氫鈉溶液和 0.2 mol/L的磷酸氫二鈉的水溶液。準確量取19 mL 0.2 mol/L的磷酸二氫鈉溶液和81 mL 0.2 mol/L的磷酸氫二鈉溶液，將兩種溶液混合，配制成磷酸鹽緩沖溶液(100 mL，pH=7.4)。用pH酸度計測定該緩沖溶液，測定后得到其準確的pH值。

1.2.2 配制標準溶液

準確稱取一定質量的5-氟尿嘧啶，溶于磷酸鹽緩沖溶液中，轉移到100 mL容量瓶中，用磷酸鹽緩沖溶液定容至刻度，得到母液。

準確移取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 mL上述母液，分別置于10支10 mL容量瓶中，定容至刻度，即得到一系列標準溶液。調節U3010紫外-可見光光度計吸收波長為265 nm，測定不同濃度的5-氟尿嘧啶溶液在265 nm的吸光度，然后以c(標準溶液的濃度)為橫坐標，A(吸光度)為縱坐標進行作圖，繪制標準曲線，并進行線性回歸，得標準曲線方程。

1.2.3 增溶實驗研究

配制一定摩爾濃度主體β-環糊精(β-CD)、取代度為4.2的甲基化-β-環糊精(Methyl-β-CD)、取代度為2.1的乙化-β-環糊精(Ethyl-β-CD)和取代度為4.8的羥丙基-β-環糊精(HP-β-CD)的溶液，分別取1 mL、2 mL、3 mL…10 mL的上述的溶液加入到10 mL的容量瓶，定容到刻度，加入過量的5-氟尿嘧啶在室溫下震蕩24 h，用微孔濾膜過濾掉未溶解的5-氟尿嘧啶稀釋20倍后在紫外光度計上測其吸光度，由標準曲線方程回歸得到不同主體濃度下5-氟尿嘧啶的濃度。

2 結果與討論

2.1 標準曲線的繪制

5-氟尿嘧啶通過紫外分光光度計繪制標準曲線為y=3.269+9.202x (R2=0.9993)如圖1。該方法簡單，快速，線性關系也很良好。所以有關5-氟尿嘧啶的標準曲線和相溶解度中濃度的校正就用紫外來測量。

圖1 五氟尿嘧啶標準曲線

2.2 增溶實驗研究

在不同主體下，測得客體(5-氟尿嘧啶)在265 nm的吸光度，再由標準曲線回歸得到該主體濃度下的客體的濃度得到相溶解圖。以主體濃度為橫坐標，客體分子溶解度為縱坐標做圖，得出相溶解度圖。圖2是主體為β-環糊精的相溶解圖。

圖2 5-氟尿嘧啶的相溶解圖(β-環糊精)

其中:S0是不加主體時客體的溶解度，是相溶解曲線的截距；slope是相溶解曲線的斜率。般來說，對同一種藥物，得到的截距式是相同的。但是由于實驗條件并不都是在理想條件下，因此測得的S0會有一定的差異。因此這樣在計算包結穩定常數是很容易造成結果的誤差。包結率(Complexation Efficiency, CE)指的是溶液中的形成包結物的主體濃度和溶液中剩余的未包結濃度之比，

可以求得：β-環糊精包結5-氟尿嘧啶(記為β-CD)的包結常數為1811 L/mol，包結率CE為0.719，最大增溶倍數由最大St/S0得到為2.05倍(其相溶解圖見圖2)。用同樣的方法做出其他主體包結5-氟尿嘧啶的相溶解圖，并包結常數、包結率和最大增溶倍數見表1。

表1 不同主體對5-氟尿嘧啶的包結

不同主體包結常數Ks的比較：可以看到羥丙基-β-環糊精>乙基化-β-環糊精>甲基化-β-環糊精>β-環糊精；這是由于β-環糊精衍生物鏈長的增加有利于增加β-環糊精的邊臂，有利于包結。包結率CE是是反映主體參加包結的程度，從不同主體的包結率CE看，具有相同規律。增溶倍數是是指在實驗條件下，主體最大濃度時，主體的存在使客體藥物的增溶解度增加的倍數。由表1可以知道，β-環糊精及其衍生物對5-氟尿嘧啶均有較好的增溶效果，增溶倍數為1.78～2.20。由于5-氟尿嘧啶分子較小，所以衍生物的鏈長的增加對增溶并無大的影響。

3 結 論

β-環糊精及其衍生物對5-氟尿嘧啶具有較好的包結作用和一定增溶作用，β-環糊精、甲基化β-環糊精和乙基化和羥丙基β-環糊精對5-氟尿嘧啶對包結常數和包結率隨取代基團鏈長的增加而依次增加；β-環糊精衍生物的取代度由于取代基的性質不同和鏈長短不同導致影響復雜，影響規律不夠明顯；最大增溶倍數在1.78-2.20。