CAChe6.1模擬軟件優(yōu)選燈盞花素環(huán)糊精包合工藝

劉美輝，朱勁華（江蘇建康職業(yè)學院，南京 210029）

中藥燈盞花素是從植物燈盞花（燈盞細辛）中提取分離得到的黃酮類成分。燈盞花素的主要有效成分是燈盞乙素，還有少量燈盞甲素及其他黃酮類成分。主要成分燈盞乙素又為野黃芩苷，是治療心血腦管疾病的主要活性成分，其化學名稱為4’，5，6-三羥基黃酮-7-葡糖醛酸苷。早期臨床發(fā)現(xiàn)燈盞乙素對高血壓、腦溢血、腦血栓、冠心病等心腦血管疾病均有一定療效，所以在臨床上主要用于治療腦血栓、腦梗塞、冠心病、心絞痛等疾病，療效確切[1]。但是有研究表明，燈盞花素在水中的溶解度很差，將其制成口服制劑后吸收效果也不好，所以將燈盞花素制成口服片劑生物利用度非常低，只有（0.40±0.19）%[2]。而將其制成燈盞花素注射劑，臨床上醫(yī)護人員已認識到中藥注射劑的給藥途徑、療效作用、安全性不同于傳統(tǒng)的煎劑，容易出現(xiàn)峰谷現(xiàn)象，更有必要強調其安全性[2]。

為此，筆者擬采用環(huán)糊精（CD）包合燈盞花素的方法，提高燈盞花素口服劑型的生物利用度，促進燈盞花素在體內的吸收，從而保證藥物療效在體內的正常發(fā)揮；同時，溶解度比燈盞花素提高多倍，血藥濃度提高，生物利用度明顯增加[3]。CD自身具有疏水內腔和親水表面結構，而內腔尺寸大小不同影響CD對藥物在水溶液中的增溶程度。筆者采用CAChe6.1軟件[4]，對不同CD包合燈盞花素的過程進行模擬[5]。CD作為一類重要的分子受體（主體），選擇性結合底物（客體）形成超分子，已經成為化學和生物化學等領域的研究熱點[6-7]。CD的分子識別過程涉及到范德華力、疏水、靜電力與氫鍵等多種非共價鍵力的協(xié)同作用[8-9]，因此深入研究CD及其衍生物分子識別對藥物的包合最優(yōu)化構型具有重要意義。與計算機模擬技術相結合，對于研究各種復雜功能基團修飾CD的結構、修飾基與空腔相對關系以及客體分子在CD空腔內的位置將起到積極的指導作用，也對研究預測CD包合物構型具有理論指導意義[10]。

1 材料

1.1 儀器

TW 40NS型膠體磨（天津市鑫善機械制造有限公司）；KQ-50B型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 藥品與試劑

燈盞花素對照品（上海華東工業(yè)供銷公司，批號：20100506，純度：98%）；β-CD（中國醫(yī)藥集團上海化學試劑公司，批號：20100508）；甲基β-CD、羥乙基-β-CD、α-CD、羥丙基β-CD（禮泉縣化工有限實業(yè)公司，批號：20100709）；二乙胺、N，N-二甲基苯胺、二甲胺、甲酰胺、三乙胺、95%乙醇、無水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺均為分析純，甲醇為色譜純，36%醋酸為化學純。

2 方法與結果

2.1 采用CAChe6.1軟件對幾種CD包合燈盞花素的過程模擬[11]

采用CAChe6.1軟件對幾種CD包合燈盞花素的過程進行模擬，包合前后相應的能量變化值作為指標。此項研究進一步提供了CD包合藥物的模擬優(yōu)化模式。幾種CD包合燈盞花素的能量結果見表1、圖1。

表1 幾種CD包合燈盞花素的能量結果Tab 1 Energy results of several breviscapine cyclodextrin inclusions

圖1 幾種CD包合燈盞花素的能量結果A.β-CD包合燈盞花素；B.甲基β-CD包合燈盞花素；C.羥乙基β-CD包合燈盞花素；D.羥丙基β-CD包合燈盞花素；E.α-CD包合燈盞花素Fig 1 Energy results of Several breviscapine cyclodextrin inclusionsA.β-CD inclued breviscapine；B.Methyl-β-CD inclued breviscapine；C.Ethoxyl-β-CD inclued breviscapine；D.Hydroxypropyl-β-CD inclued breviscapine；E.α-CD inclued breviscapine

由表1、圖1可知，α-CD包合燈盞花素能量變化值最小，為14 k/mol，即此包合過程所消耗能量最小，表明α-CD最容易對此藥物進行包合，形成新的物相，結構最穩(wěn)定。而羥乙基β-CD包合此藥物的模擬過程中，能量減少（－128 k/mol），說明沒有辦法包合。燈盞花素被CD包合的過程是新物相形成的過程，軟件模擬包合物的形成過程，能量變化值越小，即此包合過程所消耗能量越少，越有利于新物相的形成。

2.2 方法學驗證

2.2.1 色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗[12-13]色譜柱：Phenomenex Luna Su C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動相：甲醇-水-醋酸（38 ∶58 ∶4，V/V/V）；檢測波長：335 nm；柱溫：30 ℃；進樣量：10 μl；流速：1 ml/min。按照燈盞花素對照品燈盞乙素計算，理論板數(shù)不應低于1 000。

2.2.2 對照品溶液的制備 精密稱取燈盞花素對照品15.30 mg，置25 ml量瓶中，用甲醇定容，即得質量濃度為612 μg/ml的燈盞花素對照品溶液。

2.2.3 標準曲線的制備 取對照品溶液制備質量濃度為0.25、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0、64.0 μg/ml的對照品系列溶液，按“2.2.1”項下色譜條件進樣測定，記錄色譜圖。以對照品質量濃度為橫坐標（x），峰面積積分值為縱坐標（y），進行線性回歸，得回歸方程為y＝14 956x－47.358（r＝0.999 9）。結果表明，對照品質量濃度在0.25～64.0 μg/ml范圍內與峰面積積分值呈良好線性關系。

2.3 幾種CD包合燈盞花素的制備[12]

采用膠體磨方法將幾種CD對燈盞花素進行包合。分別稱取β-CD 2.46 g、甲基β-CD 2.89 g、羥乙基β-CD 2.95 g、羥丙基β-CD 2.975 g、α-CD 2.10 g，分別制成幾種相應CD的飽和水溶液，分別倒入不同的膠體磨中，再分別倒入適量的燈盞花素N-N-二甲基甲酰胺溶液，包合相同時間，同時將幾種CD制得的燈盞花素包合物放入冰箱冷藏24 h，析出沉淀，其中只有羥乙基β-CD包合物未有沉淀析出，溶液呈棕色。將有沉淀的幾種CD包合物進行抽濾，然后將濾液分別加1 mol/L鹽酸溶液，以沉淀未被包合的燈盞花素再進行抽濾，除去沉淀，將濾液分別進行冷凍干燥48 h，即得相應的包合物干燥樣品，稱定質量。精密稱取相應幾種CD包合物，用甲醇定容即得幾種樣品溶液，進行含量測定，公式如下：c樣品溶液（mg/ml）＝A樣品溶液×c對照品溶液/A對照品溶液；燈盞花素含量＝c樣品溶液×V/W包合物。幾種CD包合燈盞花素的結果見表2。

表2 幾種CD包合燈盞花素的結果Tab 2 Results of several breviscaphe cyclodentrin inclusions

由表2可知，根據(jù)幾種CD制成的燈盞花素包合物得率進行比較，α-CD燈盞花素包合物得率最高（99.18%），燈盞花素含量也最高（42.90%）。結果表明，包合燈盞花素最佳CD為α-CD。該結果與計算機模擬技術預測α-CD包合燈盞花素效果最優(yōu)化結果一致。

3 討論

CAChe6.1軟件主要應用在藥物化學合成方面，本研究將此軟件應用到藥劑學中的包合新技術上，通過該軟件的模擬技術可以將燈盞花素用CD包合的整個過程模擬出來，從中獲得燈盞花素分子進入CD空腔內被包合進去的信息。通過CAChe6.1軟件可以模擬燈盞花素分子能否被包合，哪種CD包合效果更好。此軟件模擬燈盞花素包合的整個過程，使整個包合過程能夠清楚了解到，因而更加形象化和真實化，從而篩選包合最好的CD，尤其是水溶性好的CD衍生物。與以往的均勻設計法和正交設計法相比較而言，該方法不需考察多因素多水平的具體試驗，可對未做過的試驗進行大膽的預測，但同時需要有豐富的專業(yè)知識和一定的預試驗來確定各因素的范圍[14]。因此，采用計算機模擬技術預測CD包合燈盞花素，比以往方法節(jié)省了大量時間，使具體試驗得到進一步優(yōu)化。

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