基本信息
- 項目名稱：
- 葉酸與β-環(huán)糊精的包合作用研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本作品采用MOPAC分子模擬和紫外光譜法探討水相中β-環(huán)糊精與葉酸的包合作用，利用共沉淀法制備β-環(huán)糊精-葉酸包合物，并對其進行TG-DTA、FT-IR表征，測定β-環(huán)糊精與葉酸的包合比、表觀包合穩(wěn)定常數(shù)和包合反應的熱力學參數(shù)。結果表明，葉酸分子以摩爾比2:1完全進入β-環(huán)糊精空腔，自發(fā)形成穩(wěn)定的包合物。經(jīng)典恒溫加速試驗法結果顯示，包合物中葉酸的穩(wěn)定性得到顯著改善。
- 詳細介紹：
- 葉酸（folic acid, FA）又稱維生素BC或維生素M，最早是美國科學家Mitchell和Snell等人從菠菜葉中提取純化得到的一種酸性營養(yǎng)素，因此而得名。它是一類具有蝶酰谷氨酸（pteroylglutamic acid，PGA）結構及FA樣生物活性的化合物的統(tǒng)稱，由蝶啶、對氨基苯甲酸、一個或多個谷氨酸組合而成。天然存在的FA常以多聚谷氨酰基葉酸的形式存在，人工合成的葉酸則以單谷氨?；~酸的形式存在（在本文中，術語FA通指單谷氨酰基葉酸）。 FA在一碳代謝中具有輔酶活性。FA缺乏會導致貧血、皮膚病變、胎兒致畸、癌前病變等多種不良影響。FA的開發(fā)與應用是當今世界強化食品研究與藥物開發(fā)的新熱點。由于FA的水溶性差，且對光、熱、濕、氧均不穩(wěn)定，很大程度降低了它的生物利用度。隨著葉酸在藥物應用方面的不斷推廣，對葉酸水溶性和穩(wěn)定性的改善已成為人們的必然需求。 傳統(tǒng)的FA劑型大都是加入抗氧化劑來提高FA的穩(wěn)定性，但通常一些抗氧化劑和FA在水中不能形成均一穩(wěn)定的溶液，且有研究表明：在FA中加入維生素C等抗氧化劑僅能在短期內(nèi)保護FA。將FA與糊精、羥丙基甲基纖維素等制成微丸，亦可提高FA穩(wěn)定性，但工藝比較復雜。目前環(huán)糊精包合技術已被證明是提高藥物穩(wěn)定性的一種有效手段，其應用有利于制劑的制備和貯存。近年來已有報道用環(huán)糊精（β-CD）及其衍生物包合揮發(fā)油、少數(shù)種維生素、維甲酸和魚腥草素等。采用MOPAC分子模擬和紫外光譜法探討水相中β-環(huán)糊精與葉酸的包合作用，利用共沉淀法制備β-環(huán)糊精-葉酸包合物，并對其進行TG-DTA、FT-IR表征，測定β-環(huán)糊精與葉酸的包合比、表觀包合穩(wěn)定常數(shù)和包合反應的熱力學參數(shù)。結果表明，葉酸分子以摩爾比2:1（β-環(huán)糊精:葉酸）完全進入β-環(huán)糊精空腔，自發(fā)形成穩(wěn)定的包合物。經(jīng)典恒溫加速試驗法結果顯示，包合物中葉酸的穩(wěn)定性得到顯著改善。采用響應面法分析優(yōu)化包合物制備工藝，其較佳工藝條件為：包合溫度為82.4℃，包合時間為3.5 h，β-環(huán)糊精與葉酸的質(zhì)量比為5:2。FA的溶解性及穩(wěn)定性得到顯著改善?？朔艘陨洗嬖诘囊恍﹩栴}，解決了β-環(huán)糊精包合葉酸的可行性、方法及條件等一系列問題，也解決了目前葉酸制劑中存在的葉酸的相容性差及易降解問題。另外由于藥物在環(huán)糊精筒狀結構內(nèi)部以非共價鍵結合，使得許多揮發(fā)性有效成分在制劑工藝和貯存過程的逸散量大幅減少，增加了藥物的物理穩(wěn)定性，確保了藥物療效。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：探討β-環(huán)糊精與葉酸包合的可行性及條件，改善FA的穩(wěn)定性和溶解性。 基本思路：1.采用分子模擬和紫外光譜法探討在水相中β-CD與FA包合的可行性；2.采用TG-DTA、FT-IR等手段對包合物進行表征；3.包合過程熱力學及動力學參數(shù)測定；4.FA-β-CD包合物穩(wěn)定性評價；5.通過響應面法優(yōu)化包合工藝條件。
科學性、先進性及獨特之處
- 作品首次采用分子模擬結合光譜等手段確認了β-CD可與FA形成包合物，并采用共沉淀法制備出了β-CD-FA包合物，改善FA的穩(wěn)定性和溶解性，技術路線具有一定的科學性、可行性。此外我們實驗中選用的β-CD是一種優(yōu)良的藥物輔料?？赏ㄟ^形成包合物來提高FA的穩(wěn)定性，不需加入抗氧化劑；FA分子能被隔離而包合在環(huán)糊精結構的空腔中，形成的包合物相當于分子膠囊，產(chǎn)生了很好的物理屏蔽作用。
應用價值和現(xiàn)實意義
- FA是一種重要的維生素，缺乏FA會導致貧血和皮膚病變。FA的水溶性差，且對光、熱、濕、氧不穩(wěn)定，很大程度上限制了FA的應用。（1）采用β-CD包合FA，形成的FA-β-CD包合物水溶性好、FA穩(wěn)定性高，提高了FA的應用范圍。（2）解決了β-環(huán)糊精包合葉酸的可行性、方法及條件，也解決了目前葉酸制劑中存在的葉酸的相容性差及易降解問題，有助于FA新劑型、新制劑的開發(fā)。
學術論文摘要
- 為研究β-環(huán)糊精對葉酸的包合作用及其對葉酸的熱穩(wěn)定性和水溶性的影響, 論文采用MOPAC分子模擬和紫外光譜法探討水相中β-環(huán)糊精與葉酸的包合作用，利用共沉淀法制備β-環(huán)糊精-葉酸包合物，并對其進行TG-DTA、FT-IR表征，測定β-環(huán)糊精與葉酸的包合比、表觀包合穩(wěn)定常數(shù)和包合反應的熱力學參數(shù)。結果表明，葉酸分子以摩爾比2:1（β-環(huán)糊精:葉酸）完全進入β-環(huán)糊精空腔，自發(fā)形成穩(wěn)定的包合物。經(jīng)典恒溫加速試驗法結果顯示，包合物中葉酸的穩(wěn)定性得到顯著改善。采用響應面法分析優(yōu)化包合物制備工藝，其較佳工藝條件為：包合溫度為82.4℃，包合時間為3.5 h，β-環(huán)糊精與葉酸的質(zhì)量比為5:2。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1]樊麗, 閆金紅, 常永龍, 等. 環(huán)糊精與丹參酮IIA包合作用的研究[J]. 化學研究與應用, 2009, 21(1): 31-35 [2]縱偉, 劉鋼湖, 衛(wèi)軍. 熊果酸-β-環(huán)糊精包合物制備工藝研究[J]. 食品研究與開發(fā), 2008, 29(1): 11-13谷福根, 崔福德, 高永良. 前列腺素E-1與羥丙基-β-環(huán)糊精在水溶液中包合作用的研究[J]. 藥學學報, 2004, 39(9): 742-746 [3]趙雯瑋. 葉酸強化液乳的研究[D]. 成都: 西華大學, 2010 [4]魏洪君. 一種葉酸微丸及其制備方法[P]. 中國: CN101444488, 2009.06.03 [5]Diasa K, Nikolaoub S, De Giovani W F. Synthesis and spectral investigation of Al(III) catechin/β-cyclodextrin and Al(III) quercetin/β-cyclodextrin inclusion compounds [J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2008, 70(1): 154-161 [6]Ji H B, Shi D P, Shao M, et al. Transition metal-free and substrate-selective oxidation of alcohols using water as an only solvent in the presence of (-cyclodextrin) [J]. Tetrahedron Letters, 2005, 45(14): 2517-2520
同類課題研究水平概述
- 葉酸（folic acid, FA）是人體細胞生長和造血過程中必須的營養(yǎng)物質(zhì)，處于生長發(fā)育期的機體容易出現(xiàn)FA缺乏癥。但是由于FA的水溶性差，且對光、熱、濕、氧均不穩(wěn)定，很大程度上降低了它的生物利用度，限制了FA的應用范圍。隨著FA在藥物應用方面的不斷推廣，對FA水溶性和穩(wěn)定性的改善已成為人們的必然需求，國內(nèi)外已有相關學者對此進行了研究。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀： 西華大學的趙雯瑋采用反相高效液相色譜法,分別測定在不同pH、溫度、光照條件以及抗氧化劑保護下葉酸的穩(wěn)定性。結果表明:葉酸在pH6.35~10.13緩沖液中,穩(wěn)定性良好,在96h內(nèi)保存率仍可達94.5%以上。但實驗也指出：在FA中加入維生素C等抗氧化劑僅能在短期內(nèi)保護FA。魏洪軍指出：由葉酸、藥用輔料可制備成一種葉酸微丸制劑，如將FA與糊精、羥丙基甲基纖維素等制成微丸，該微丸溶出率高，生物利用度高，F(xiàn)A的穩(wěn)定性有一定提高，但工藝比較復雜。國內(nèi)南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室的童桂鴻，劉成梅以葉酸為載藥，卵磷脂和膽固醇為膜材，采用薄膜水化-超聲法制備葉酸脂質(zhì)體，該脂質(zhì)體有較好的穩(wěn)定性，但也只能在4℃下密閉放置15d。 國外研究現(xiàn)狀：國外Vora A, Riga A, Dollimore D對葉酸的熱穩(wěn)定性進行研究。結果表明：在室溫條件下葉酸為晶形結構，并將在349℃轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形粉末狀固體，在200℃葉酸會發(fā)生明顯的降解，超過這個溫度，葉酸將以非晶產(chǎn)品存在。建立了葉酸分解機制。 我們實驗中選用的β-CD是一種優(yōu)良的藥物輔料，但由于FA的分子量相對較大，目前還沒有文獻報道采用β-CD與FA形成包合物來改善FA的穩(wěn)定性和溶解性。本品采用β-CD包合FA，形成的FA-β-CD包合物水溶性好、FA穩(wěn)定性高，同時進一步探討了β-CD對FA的包合機理，闡述其可能的包合方式，解決了β-環(huán)糊精包合葉酸的可行性、方法及條件等一系列問題，也解決了目前葉酸制劑中存在的葉酸的相容性差及易降解問題。研究內(nèi)容及結果具有一定創(chuàng)新性和較好應用前景，有望成為葉酸新劑型開發(fā)的一種重要方法。
