β-环糊精衍生物对5-氟尿嘧啶包合和增溶研究*

甘永江，张 贝，张毅民，凌善锋

(1 汕尾职业技术学院，广东 汕尾 516600；2 天津大学，绿色合成与转化教育部重点实验室，化工学院，天津 300072)

5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil)对许多肿瘤，如结肠癌、直肠癌、胃癌等具有一定疗效。然而由于五氟尿嘧啶具有较大的毒副作用，且排泄过快，口服后会在胃中大量释放，对胃肠道构成较大伤害[1-3]。环糊精(Cyclodextrins)又可以被称为 Schardinger 糊精是一类环状型寡糖的总糖，研究表明环糊精基本的分子结构的形状呈截形圆筒。环糊精这一种环状低聚糖主要是由1→4糖苷键(主要以6～8个葡萄糖分子为主)链接而成的从而具有 “内疏水外亲水”这种特殊的结构性质。其中，β-环糊精及其衍生物有着非常特殊的包合作用在许多药物上，所以在药物辅料中有着非常重要的应用[4-5]。

本文利用β-环糊精及其衍生物的特性，利用其对五氟尿嘧啶包结合和增溶作用，充分测定包合常数、包率和增溶效倍数，为药物临床应用提供基础参考。

1 实 验

1.1 仪器与试剂

电子天平JJ-200；U3010紫外-可见光光度计；超级恒温槽CS501型；HZQ-F全温振荡培养箱。

5-氟尿嘧啶、β-环糊精和羟丙基-β-环糊精市售。甲基化-β-环糊精，自制[6]；乙基化-β-环糊精，自制[7]。

1.2 实验步骤

1.2.1 缓冲溶液的配制

用蒸馏水分别配制0.2 mol/L的磷酸二氢钠溶液和 0.2 mol/L的磷酸氢二钠的水溶液。准确量取19 mL 0.2 mol/L的磷酸二氢钠溶液和81 mL 0.2 mol/L的磷酸氢二钠溶液，将两种溶液混合，配制成磷酸盐缓冲溶液(100 mL，pH=7.4)。用pH酸度计测定该缓冲溶液，测定后得到其准确的pH值。

1.2.2 配制标准溶液

准确称取一定质量的5-氟尿嘧啶，溶于磷酸盐缓冲溶液中，转移到100 mL容量瓶中，用磷酸盐缓冲溶液定容至刻度，得到母液。

准确移取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，分别置于10支10 mL容量瓶中，定容至刻度，即得到一系列标准溶液。调节U3010紫外-可见光光度计吸收波长为265 nm，测定不同浓度的5-氟尿嘧啶溶液在265 nm的吸光度，然后以c(标准溶液的浓度)为横坐标，A(吸光度)为纵坐标进行作图，绘制标准曲线，并进行线性回归，得标准曲线方程。

1.2.3 增溶实验研究

配制一定摩尔浓度主体β-环糊精(β-CD)、取代度为4.2的甲基化-β-环糊精(Methyl-β-CD)、取代度为2.1的乙化-β-环糊精(Ethyl-β-CD)和取代度为4.8的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)的溶液，分别取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，加入过量的5-氟尿嘧啶在室温下震荡24 h，用微孔滤膜过滤掉未溶解的5-氟尿嘧啶稀释20倍后在紫外光度计上测其吸光度，由标准曲线方程回归得到不同主体浓度下5-氟尿嘧啶的浓度。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

5-氟尿嘧啶通过紫外分光光度计绘制标准曲线为y=3.269+9.202x (R2=0.9993)如图1。该方法简单，快速，线性关系也很良好。所以有关5-氟尿嘧啶的标准曲线和相溶解度中浓度的校正就用紫外来测量。

图1 五氟尿嘧啶标准曲线

2.2 增溶实验研究

在不同主体下，测得客体(5-氟尿嘧啶)在265 nm的吸光度，再由标准曲线回归得到该主体浓度下的客体的浓度得到相溶解图。以主体浓度为横坐标，客体分子溶解度为纵坐标做图，得出相溶解度图。图2是主体为β-环糊精的相溶解图。

图2 5-氟尿嘧啶的相溶解图(β-环糊精)

其中:S0是不加主体时客体的溶解度，是相溶解曲线的截距；slope是相溶解曲线的斜率。般来说，对同一种药物，得到的截距式是相同的。但是由于实验条件并不都是在理想条件下，因此测得的S0会有一定的差异。因此这样在计算包结稳定常数是很容易造成结果的误差。包结率(Complexation Efficiency, CE)指的是溶液中的形成包结物的主体浓度和溶液中剩余的未包结浓度之比，

可以求得：β-环糊精包结5-氟尿嘧啶(记为β-CD)的包结常数为1811 L/mol，包结率CE为0.719，最大增溶倍数由最大St/S0得到为2.05倍(其相溶解图见图2)。用同样的方法做出其他主体包结5-氟尿嘧啶的相溶解图，并包结常数、包结率和最大增溶倍数见表1。

表1 不同主体对5-氟尿嘧啶的包结

不同主体包结常数Ks的比较：可以看到羟丙基-β-环糊精>乙基化-β-环糊精>甲基化-β-环糊精>β-环糊精；这是由于β-环糊精衍生物链长的增加有利于增加β-环糊精的边臂，有利于包结。包结率CE是是反映主体参加包结的程度，从不同主体的包结率CE看，具有相同规律。增溶倍数是是指在实验条件下，主体最大浓度时，主体的存在使客体药物的增溶解度增加的倍数。由表1可以知道，β-环糊精及其衍生物对5-氟尿嘧啶均有较好的增溶效果，增溶倍数为1.78～2.20。由于5-氟尿嘧啶分子较小，所以衍生物的链长的增加对增溶并无大的影响。

3 结 论

β-环糊精及其衍生物对5-氟尿嘧啶具有较好的包结作用和一定增溶作用，β-环糊精、甲基化β-环糊精和乙基化和羟丙基β-环糊精对5-氟尿嘧啶对包结常数和包结率随取代基团链长的增加而依次增加；β-环糊精衍生物的取代度由于取代基的性质不同和链长短不同导致影响复杂，影响规律不够明显；最大增溶倍数在1.78-2.20。