紫外分光光度法研究β-环糊精对共轭亚油酸的包合作用*

张玉霖，罗斌华，应玉雯

(湖北科技学院糖尿病心脑血管病变湖北省重点实验室，湖北 咸宁 437100)

紫外分光光度法研究β-环糊精对共轭亚油酸的包合作用*

张玉霖，罗斌华，应玉雯

(湖北科技学院糖尿病心脑血管病变湖北省重点实验室，湖北 咸宁 437100)

目的 研究β-环糊精(β-CD)对共轭亚油酸(CLA)的包合作用。方法 利用紫外分光光度法测定CLA和β-CD的结合比、包合常数和其他热力学常数。结果 CLA和β-CD的包合比为1∶1，包合物的吸光度随β-CD浓度的增加而增加，包合形成常数K值随温度的升高而增大，ΔH和ΔS均大于0。结论 CLA与β-CD结合力较强，升温有利于包合反应的进行。β-CD与CLA形成包合物的驱动力是多种作用力共同作用的结果，其中最主要的作用力为疏水作用。

β-环糊精；共轭亚油酸；紫外分光光度法；包合作用；包合形成常数

环糊精(cycbdextrin，CD)具有内亲油、外亲水的空心截锥状结构,与有机分子结合后，能有效的增加水溶性较差的物质在水中的溶解度，提高药物的稳定性和生物利用度[1]，降低药物的刺激和毒副作用，具有重要的现实意义。

共轭亚油酸(conjugated linoleic acid,CLA)具有抗肿瘤、抗氧化、免疫调节、降糖等多种生理活性[2]。在国外，CLA己经被开发为热销的保健品。

目前，对CLA和β-CD包合作用的研究少有报道，研究β-CD对CLA包合作用的特点，可为CLA制剂的处方设计提供科学依据，对其结合比和包合形成常数的测定还未见报道。本文采用紫外分光光度法，通过对CLA和β-CD包合比及包合形成常数的测定，讨论了其主要的驱动力，为通过β-CD改善CLA的实际应用提供了重要信息。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂 CARY 50紫外分光光度计；HH-4型数显恒温水浴锅(常州市华普达教学仪器有限公司)。CLA(50mg，中国食品药品检定研究院)；β-CD(天津市鲁鑫化工科技有限公司)；乙醇(分析纯)；实验用水均为二次蒸馏水。

1.2 溶液的配制 1mg/mL β-CD溶液:称取0.5056g β-CD放入100mL烧杯中，加入适量蒸馏水，搅拌并加热，充分溶解后转入50mL容量瓶，蒸馏水定容。再移取5mL于50mL容量瓶中，加乙醇定容。1 mg/mLCLA溶液:称取10mg CLA于10mL容量瓶中，乙醇定容。

1.3 方法

1.3.1 CLA在不同浓度β-CD中的吸收光谱 取5个容量瓶，各加入1 mg/mL CLA溶液 0.2mL，再分别加入1 mg/mL β-CD溶液8mL、9mL、10mL、11mL、12mL，用乙醇定容至25 mL。以乙醇为空白[3]，在200～300nm波长下扫描各个溶液的吸收光谱。

1.3.2 CLA与β-CD的结合比 保持总的浓度不变[4]，将1mg/mL β-CD溶液和1mg/mL CLA溶液两种溶液按摩尔比(β-CD∶CLA)为1∶3、1∶2、2∶3、1∶1、3∶2、2∶1、3∶1混合，用乙醇稀释至相同刻度。在230 nm波长处测定吸光度A1～A7。再在230nm波长处测定与样品相同浓度的CLA/乙醇溶液的吸光度A1′～A7′，之后求相同浓度下两次测得的吸光度之差ΔA，ΔA最大处对应的摩尔比即为包合比。

1.3.3 包合常数和其他热力学常数 当CD与药物形成1∶1包合物时，根据Benesi-Hildebrand法[5]及文献[6]，存在下列关系：

1/A=(1/εK[G]0)(1/[CD]0)+1/ε[G]0

式中K为包合形成常数，[G]0和[CD]0分别为药物和β-CD的起始浓度。

分别在298、303、308、313、318 K 温度下，230nm波长处测定1.3.1各溶液的吸光度A。根据1/A和1/[CD]0作图，求得斜率和截距后，即可求出不同温度下的包合形成常数K。又根据热力学焓变和熵变的关系[5]：

ΔG=-RT K=ΔH-TΔS，得 K=-ΔH/RT+ΔS/R

由 K 对温度的倒数(1/T)作图，通过斜率和截距计算出ΔH和ΔS。

2 结果与讨论

2.1 CLA在不同浓度β-CD中的吸收光谱 经查文献[7]可知，CLA的最大吸收波长一般在234nm，且此处β-CD/乙醇溶液几乎无吸收[3]。以乙醇为空白，在200～300nm波长下扫描CLA在不同浓度β-CD中的吸收光谱见图1。由图1(封二)可见，随β-CD浓度的增大，CLA的紫外吸收相应增强，且最大吸收波长始终为230nm左右，说明CLA和β-CD发生了包合作用[8]。

2.2 CLA与β-CD的结合比 按等摩尔系列法，测得CLA与β-CD的结合比结果见表1。由表1可知，CLA和β-CD以摩尔比1∶1结合时，吸光度之差最大，表明CLA-β-CD包合物的最佳摩尔比为以1∶1,即1分子CD包合1分子药物。

表1 β-CD和CLA在不同摩尔比时测得的ΔA值

2.3 包合常数和其他热力学常数 在298、303、308、313、318K温度下，230nm处测得包合物在不同浓度β-CD中的1/A见表2。包合常数和其他热力学常数见表3。

表2 不同温度、不同浓度1/[CD]0下包合物的吸光度1/A

表3 不同温度下CLA和β-CD的形成常数和热力学常数

由图2(封二)及表3中的相关系数r2可知，1/A和1/[CD]0存在良好的线性关系，表明CLA与β-CD的包合物溶液的吸光度随β-CD浓度的增大而规律性增大。表3中CLA与β-CD的包合形成常数K值较大，表明CLA与β-CD结合力较强，且K值随温度的升高而增大，提示CLA与β-CD的作用力随温度的升高而增加，升温有利于包合反应的进行。ΔG小于0，说明包合过程是自发的过程。

药物与生物大分子的相互作用力有氢键、静电引力、范德华力、疏水作用等，药物不同时，两者的作用力也不同。本实验中ΔH和ΔS均大于0，说明反应吸热且伴熵增加，由Ross总结出的生物大分子与小分子等结合力性质与结合反应热力学函数之间的关系[9],说明CLA与β-CD作用力类型主要为疏水作用。另外，β-CD分子形成疏水的空腔，与CLA分子疏水链产生的范德华力也是一种重要的作用力。因此推测，β-CD与CLA形成包合物的驱动力是多种作用力共同作用的结果，其中最主要的作用力为疏水作用。

3 结 论

本研究采用紫外分光光度法研究β-CD和CLA包合作用。结果表明：CLA与β-CD的包合物溶液的吸光度随β-CD浓度的增大而增大。CLA与β-CD结合力较强，两者包合比为1∶1，包合形成常数K值随温度的升高而增大，升温有利于包合反应的进行。β-CD与CLA形成包合物的驱动力可能是多种作用力共同作用的结果，其中最主要的作用力为疏水作用。

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[3]姚新成，王鲁妹，许玉华，等.紫外分光光度法测定薄荷油-β-环糊精包合物中的薄荷油含量[J].中成药，2009,31(5):1001

[4]代金玲.苯乙酮-β-环糊精包合物的制备及其紫外吸收光谱研究[J].科学技术与工程，2011,11(28):1671

[5]姚虹，魏太保，徐维霞，等.β-环糊精与二苯硫脲、二苯脲包结作用的紫外光谱研究[J].光谱学与光谱分析,2006,26(9):1664

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[7]RODRIGUEZ-ALCALA L M,BRAGA T,MALCATA F X,et al.Quantitative and qualitative determination of CLA produced by Bifidobacterium and lactic acid bacteria by combining spectrophotometric and Ag+-HPLC techniques[J].Food Chem,2011,125(4):1373

[8]张亚刚，吾满江，艾力，等.共轭亚油酸与β-环糊精包结作用的紫外光谱研究[J].新疆大学学报(自然科学版)，2002,19(4):1000

[9]ROSS D P,SUBRAMAIAN S.Thermodynamics of protein association reactions:Forces contributing of stability[J].Biochemistry,1981,20(11):3096

Study on the Inclusion of Conjugated Linoleic Acid by Beta Cyclodextrin on with UV Spectrometry

ZHANG Yu-lin,LUO Bin-hua,YING Yu-wen

(HubeiProvincialKeyLaboratoryofDiabeticCardiovascularDisease，HubeiUniversityofScienceandTechnology，XianningHubei437100，China)

Objective To study the inclusion of conjugated linoleic acid (CLA) by beta cyclodextrin (β-CD). Methods UV spectrophotometry was used to determine the binding ratio，inclusion constant and other thermodynamic constants of CLA and β-CD.Results The combined ratio between beta cyclodextrin and conjugated linoleic acid was 1∶1.The absorbance of inclusion compound increased with the increased concentration of beta cyclodextrin.Inclusion formation constant K value increased with the rise of temperature.ΔH and ΔS are all positive.Conclusion The binding force between CLA and β-CD is strong，and the heating is favorable to the inclusion reaction.

Beta cyclodextrin;Conjugated linoleic acid;UV spectrometry;Package cooperation with;Inclusion formation constant

2014年度糖尿病心脑血管病变湖北省重点实验室开放专项基金(14zx12)

TS201.2

A

2095-4646(2017)01-0001-03

10.16751/j.cnki.2095-4646.2017.01.0001

2016-09-23)