γ-环糊精-金属有机骨架负载黄芪甲苷的制备及其性质研究

目的 以γ-环糊精-金属有机骨架(CD-MOF)为载体制备载黄芪甲苷(AST)的AST@CD-MOF并研究其对AST溶解度、溶出速率、稳定性及A549细胞凋亡的影响。方法 以溶剂孵育法将AST负载于CD-MOF中,采用环境扫描电子显微镜、氮气吸附脱附等手段表征AST@CD-MOF的形貌和吸附特性,同时对AST@CD-MOF的溶解度、溶出速率、稳定性及诱导A549细胞凋亡能力进行考察,并与环糊精包合物(AST@γ-CD)和原料药进行对比。结果 制备得到的AST@CD-MOF形貌呈均一的立方晶体,粒径约为140 nm,优化后的AST@CD-MOF载药量为(32.29±2.57)%,且具有良好的稳定性;AST@CD-MOF中AST的溶出速率和累计溶出百分率均得到显著提升,在6 h内的累计释放率达到80%以上;AST@CD-MOF诱导细胞的总凋亡比率可达68.18%,显著高于游离AST和AST@γ-CD。结论 CD-MOF显著提高了AST的水溶性和溶出速率,增强了AST诱导A549细胞凋亡的能力。

高效液相法同时测定混合环糊精中的α,β,γ-环糊精的含量

建立了同时测定环糊精中α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精3种成分含量的高效液相色谱法。方法采用色谱柱为SpherrigeL C6H5(5μm,300mm×3.9mm),流动相V(甲醇)∶V(水)=5∶95进行洗脱,流速为1.0mL/min,检测器为示差折光检测器,柱温40℃,进样量20μL。α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精的检出限分别为1.03,2.53,1.50μg/g,线性范围分别为2.0-207.9、11.5-230、3.9-194.2μg/mL,精密度相对标准偏差(n=6)分别为0.12%,1.13%,0.43%,加样回收率(n=6)平均分别为98.5%、98.0%、98.1%。该方法简便、灵敏、准确,可用于混合环糊精中α-,β-,γ-CD的含量测定和质量控制。

γ-环糊精-达旦黄包合物与鲱鱼精DNA的作用机理

在生理pH=7.4环境下,用摩尔比法测定γ-环糊精(γ-CD)与达旦黄(TY)的包合比(摩尔比)nγ-CD:nTY=1:1,直线法测定包合常数Kf=495.23L/mol。以中性红(NR)作分子探针,用紫外光谱法、荧光光谱法、电化学法、化学热力学法和黏度法等研究包合物γ-CD-TY与鲱鱼精DNA的作用,得到γ-CD-TY包合物与鲱鱼精DNA作用的结合比nγ-CD-TY:nDNA=6;1,结合常数为K2Θ98.15K=1.12×105L/mol,K3Θ10.15K=2.72×105L/mol。热力学函数ΔrGmΘ=-2.82×104J/mol,ΔrHmΘ=5.67×104J/mol,ΔrSmΘ=284.78J/(mol·K),说明γ-CD-TY包合物与DNA作用为熵驱动。确定γ-CD-TY与鲱鱼精DNA的作用方式为混合作用,同时存在部分嵌插和非嵌插作用方式。

青藤碱-γ-环糊精包合物的性质及谱学分析

通过溶液共混法制备青藤碱-γ-环糊精包合物;纯化后利用体式显微镜观察包合物的结晶形态,通过差示扫描量热分析、红外光谱、X射线粉末衍射及核磁共振等方式对包合物进行分析鉴定和性质表征。结果表明:青藤碱-γ-环糊精包合物表现出明显不同于青藤碱的性质特征,青藤碱与γ-环糊精能形成稳定的新型包合物,γ-环糊精能显著增加青藤碱的溶解度,青藤碱与γ-环糊精形成的包合物的包合物质的量比为1:1,其包合常数为600.3L/mol,反应前后的吉布斯自由能变化为ΔG=-15.85kJ/mol。

γ-环糊精葡萄糖基转移酶的酶学性质及其产物特异性

通过克隆Bacillus clarkii 7364来源编码γ-环糊精葡萄糖基转移酶(γ-cyclodextrins glucanotransferase,γ-CGTase)的基因,构建并表达基因重组菌株E.coli BL21/pET28a(+)-γ-CGTase,对γ-CGTase酶学性质和产物特异性进行了研究。结果表明,所克隆表达的γ-CGTase分子质量为78 kDa,水解活力与环化活力在最适温度、最适pH、金属离子影响等方面均存在一定差异。以可溶性淀粉为底物,经HPLC测定催化产物中几乎无α-环糊精(α-cyclodextrin,α-CD),γ-CD/β-CD可达7.70,γ-CD转化率为15.83%,添加体积分数为10%的乙醇浓度γ-CD产量可提高89.91%,γ-CD/β-CD提高73.77%,转化率为33.44%。催化豌豆淀粉γ-CD/β-CD达12.92,转化率为19.1%,分别比可溶性淀粉提高了63.13%和22.90%。该研究为进一步提高γ-CGTase酶法制备γ-CD产量和专一性应用提供了重要的理论依据。

微量热法研究丹皮酚及其两种同分异构体与γ-环糊精在水溶液中的相互作用

在298.15K下利用纳瓦级等温滴定微量热法研究了γ-环糊精与丹皮酚(Pae)及其两种同分异构体(2'-羟基-5'-甲氧基苯乙酮,Hma;4'-羟基-3'-甲氧基苯乙酮,Ace)在水溶液中的相互作用,并结合核磁共振对其相互作用的微观结构进行了表征.试验表明,γ-环糊精与三种药物分子都是1∶1结合,其中Pae,Hma与γ-环糊精相互作用过程是焓驱动,而Ace与γ-环糊精相互作用却是焓-熵共驱动;1HNMR谱表明Pae,Ace与γ-环糊精形成典型的包结物,其中Pae分子从γ-环糊精空穴的小口端进入,Ace分子从γ-环糊精空穴的大口端进入,而Hma与γ-环糊精之间只是以弱相互作用结合而非包结作用.结果显示γ-环糊精对三种同分异构体具有明显的分子识别功能.

熊果酸-γ-环糊精包合物的超声制备及特性研究

采用超声波强化制备熊果酸-γ-环糊精(UA-γ-CD)包合物。以UA包合率为指标,通过正交实验优化包合条件。结果表明,较优的工艺条件为超声功率220W、包合温度50℃、超声包合时间40min、UA∶γ-CD(mol∶mol)=1∶1。该条件下,UA包合率达到80.5%。红外光谱、X射线衍射和扫描电镜分析表明,超声处理后UA得到了包合。超声法简单、高效,是一种制备UA-γ-CD包合物的适宜方法。

γ-环糊精与溴甲酚绿的包合作用

采用紫外-可见分光光度法和等摩尔连续变化法研究了γ-环糊精与溴甲酚绿的包合作用,确定了包合物形成的化学计量比为1∶2;采用热力学方法分析了温度与包合常数之间的关系,计算了包合过程的焓变、熵变及自由能变化分别为-39.988 kJ/mol,86.400 J/(K.mol)和-14.245 kJ/mol,这表明疏水作用力为主要驱动力;采用核磁共振、分子模拟和红外光谱法对包合物进行了研究,确定了包合物的形成,分析认为这可能是■基团进入γ-环糊精腔内导致增色效应.

溴甲酚绿增色分光光度法测定γ-环糊精

研究了溴甲酚绿分光光度法定量测定γ-环糊精的条件。在pH为4．1的酸性环境中，γ-环糊精使溴甲酚绿发生增色反应，最大增色波长为640nm，其增色程度（△A）与γ-环糊精质量浓度在0～0．3g／L的范围内成线性关系。回归方程为：△A=1．0327 CrCD（g／L），线性相关系数R^2为0．9957。该方法具有很高的灵敏性，表观摩尔吸光系数ξ640=1．7×10^6L／（mol．cm），对γ-环糊精的检出限为7．3×10^-4 g／L。样品平均实测回收率为96％～101．3％，RSD为0．071％，可用于γ-环糊精的定量测定。

正交试验优选联苯肼酯γ-环糊精的包合工艺

研究γ-环糊精包合联苯肼酯的制备工艺。以γ-环糊精与联苯肼酯的物质的量之比、包合时间、包合温度为考察因素,以包合物收率和联苯肼酯包合率的综合评分为评价指标,采用正交试验优选工艺,确定最佳包合工艺条件为n(γ-环糊精)∶n(联苯肼酯)=1∶1,搅拌时间为5 h,包合温度为30℃。该工艺联苯肼酯包合率及包合物收率较高,包合效果良好。

γ-环糊精固载淀粉的制备及其对废水中染料去除性能研究

以环氧氯丙烷为交联剂,将功能主体分子γ-环糊精引入淀粉中,合成了γ-环糊精固载淀粉CS-γCD。通过单因素实验优化了反应条件。采用红外/拉曼光谱(IR/RAM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射谱(XRD)表征了产物结构。考察了CS-γCD对亚甲基蓝、甲基紫及刚果红3种不同结构染料的吸附性,对模拟混合染料废水的脱色性能,及其材料自身的降解性能。结果表明,CS-γCD对各染料的吸附量不仅较其他吸附材料显著提高,并对不同结构种类的染料具有了更为广泛的吸附能力,其对混合染料废水的脱色率接近90%。CS-γCD可被酶降解,但降解速率较天然淀粉缓慢,稳定性有所提高,使用寿命相对延长,更利于其在污水处理方面的推广应用。

角鲨烯/γ-环糊精包合物制备及分子模拟

采用水溶液法结合冷冻干燥法制备角鲨烯/γ-环糊精包合物,应用相溶解度法、傅里叶变换红外光谱及氢谱核磁共振对包合物进行表征,并对包合物分子结构进行模拟.结果表明,当角鲨烯过量时,形成的包合物主客物质的量比大多为1:1;而当γ-环糊精过量时,可形成平均主客物质的量比为3.45:1的包合物.包合物的分子结构为角鲨烯链状分子将γ-环糊精环状分子均匀地"串联"在一起,且随着主客物质的量比增加,包合物分子结构趋于稳定.由于角鲨烯分子链长所限,理论上最佳主客物质的量比为4:1.包合物的包合常数随温度升高而增大,在55℃条件下最大可达1778.086 L/mol,且在此温度下最大可使角鲨烯的水溶性提高为原来的309倍.根据能量变化推断,熵增加是角鲨烯分子进入γ-环糊精空腔的主要驱动力.

β-/γ-环糊精与Gemini草酸酯季铵盐的相互作用

本文对新合成的双子草酸酯季铵盐表面活性剂以表面张力法测定了25～45℃范围内的临界胶束浓度（0.6698～0.6099mmol.L^-1）,并计算了胶束形成的相关热力学参数ΔGm^0、ΔHm^0、ΔSm^0。对其与β-,γ-环糊精（β-,-γCD）的包结作用进行了研究。β-环糊精与双子草酸酯季铵盐表面活性剂的主客体包结物包结比主要为2∶1。实验结果表明,环糊精对双子草酸酯季铵盐的胶束化有显著影响。由于双子草酸酯季铵盐的水链被环糊精的空腔包裹,削弱了其胶束生成的能力,使溶液的表面张力随环糊精浓度的增加而大大增加。

茜素黄R-γ-环糊精包合物与鲱鱼精DNA的作用机制

在生理pH=7.4环境下,用摩尔比法测定γ-环糊精(γ-CD)与茜素黄R(AYR)的包合比(摩尔比)nγ-CD∶nAYR=1∶1,确定包合常数Kοf,288.15K=1.69×105L/mol。以吖啶橙(AO)作为分子探针,用紫外光谱法、荧光光谱法、化学热力学法和黏度法等研究包合物γ-CD-AYR与鲱鱼精DNA(hsDNA)的作用,得到γ-CD-AYR包合物与hsDNA作用的结合比nDNA∶nγ-CD-AYR=1∶2,结合常数为K288.15K=3.10×104L/mol,K310.15K=4.02×104 L/mol。热力学函数ΔrHmο=8.78×103J/mol,ΔrGmο=-2.59×104 J/mol,ΔrSmο=116.45 J/(mol.K),说明γ-CD-AYR包合物与DNA作用为熵驱动。确定γ-CD-AYR与hsDNA的作用方式为静电和部分嵌插的作用方式。

γ-环糊精的玻璃化及热分解动力学的研究

用差示扫描量热法(DSC)研究了γ-环糊精的玻璃化温度和热分解动力学,按Kissinger方程和Ozawa方程计算反应的活化能,分别为191. 3kJ/mol和190. 8kJ/mol,并按Ozawa方法计算得指前因子为3. 559×1017min-1。从DSC曲线图上获得焓变(△H)为21. 2kJ/mol,熵变(△S)为0. 0376kJ/(moL·K), 速度常数k为0. 722min-1,半衰期为57. 88秒,玻璃化温度为63℃。

γ-环糊精对二甲戊灵的包合作用

以γ-环糊精(γ-CD)为主体,采用饱和水溶液法对客体二甲戊灵进行包合.采用紫外光谱以等摩尔连续变化法确定包合物的包合比为1∶1;红外光谱证明二甲戊灵的部分苯环结构可能进入了γ-CD的空腔;热分析结果证明包合作用提升了二甲戊灵的熔点;粉末X射线衍射谱图中新衍射峰的出现说明形成了新物相;扫描电镜则直观展现了包合物的外观.以上结果均表明形成了γ-CD-二甲戊灵包合物,其包合平衡常数K=1123.99 L/mol.包合作用使二甲戊灵的熔点从54℃升至75℃,溶解度提高了约11.5倍,包合物热贮稳定性达标,为进一步将其加工成其它水基化农药剂型提供了可能.

基于γ-环糊精和聚N-异丙基丙烯酰胺色谱固定相的制备及应用

以多孔硅胶为载体,通过聚合反应将N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝于硅胶表面,并在聚合物链中植入γ-环糊精。用1H核磁共振、元素分析、红外光谱对其结构进行表征,并将此材料用作液相色谱固定相,通过考察在高亲水有机流动相中极性亲水化合物的保留,发现此固定相具有亲水色谱(HILIC)的特征,可以用于核苷类亲水化合物的分离。此外,还可以用于富勒烯碳60(C60)和碳70(C70)的分离,相比于C60,此固定相对C70有更强的保留,表明此固定相表面γ-环糊精对C70具有立体选择性。并且,此固定相具有一定的温敏特性,仅通过改变柱温就可以达到分离的目的。

CGTase合成γ-环糊精的酶促反应条件优化

采用筛选到的一株嗜碱芽孢杆菌,研究它所产生的环糊精糖基转移酶生产环糊精的工艺条件,重点探讨酶促反应条件对环糊精糖基转移酶生产γ-环糊精的影响。结果表明:环糊精糖基转移酶生产γ-环糊精的最佳工艺为反应体系的pH 8.0,温度60℃,环糊精糖基转移酶的酶量500U/g.淀粉,甘草酸浓度2%,淀粉的DE值6～11,在该条件下制备的产品得率最高;蕉藕淀粉和木薯淀粉在生产γ-环糊精时是环糊精糖基转移酶比较合适的底物;普鲁蓝酶对γ-环糊精的产量增加作用有限。

γ-环糊精糖基转移酶在毕赤酵母中高效表达

本论文通过密码子优化、表达质粒的比较、发酵条件优化,将来源于Bacillus pseudalcaliphilus的环糊精糖基转移酶基因在毕赤酵母中高效表达。在诱导初始p H 6.0、发酵温度28℃、接种量6%、甲醇添加量1%时,γ环化活力最终达到了83.65 U/m L,比活力296.49 U/mg。通过硫酸铵分步沉淀法即可有效将上清粗蛋白盐析制备,得到68.28%γ-环糊精糖基转移酶。

左氧氟沙星/γ-环糊精接枝壳聚糖纤维的合成

在弱酸性的条件下将6-去氧-6-甲酰基-γ-环糊精接枝到壳聚糖纤维上,制备了接枝γ-环糊精壳聚糖纤维;合成了包合药物左氧氟沙星的γ-CD接枝壳聚糖纤维;测定了不同温度、不同时间下该功能纤维对左氧氟沙星包合与释放性能,并测定了其包合稳定性常数和热力学参数。结果表明,该包合反应为放热反应,分子间的范德华力在起主导作用;包合物的稳定性受温度影响较大,低于25℃比较稳定,35℃释放达到平衡;在同一温度下,释放率随时间的增加而变大。