低分子聚合物對(duì)乳糖旋光性影響的研究

趙 喆，亓 霞，王齊放，尹曉晨，李百芳

（沈陽(yáng)藥科大學(xué) 醫(yī)療器械學(xué)院 物理教研室，遼寧 沈陽(yáng) 110016）

低分子聚合物對(duì)乳糖旋光性影響的研究

趙 喆，亓 霞，王齊放，尹曉晨，李百芳

（沈陽(yáng)藥科大學(xué) 醫(yī)療器械學(xué)院 物理教研室，遼寧 沈陽(yáng) 110016）

本文概述了三種低分子聚合物對(duì)乳糖旋光性的影響，重點(diǎn)討論了甘露醇、β-環(huán)糊精和聚乙二醇等低分子聚合物作為常用的藥用輔料，對(duì)主要藥物成分旋光性以至對(duì)藥效的影響。

旋光性；低分子聚合物；旋光法

物質(zhì)旋光性的發(fā)現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，尤其是在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。藥物研究已進(jìn)入立體異構(gòu)水平，研究藥物異構(gòu)體與藥物療效之間的關(guān)系已引起人們的日益重視。藥物的旋光性是指藥物的化學(xué)成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有旋光性，物質(zhì)的旋光性與藥物的療效有關(guān)。因?yàn)榛顧C(jī)體中幾乎所有的化合物都含有不對(duì)稱的碳原子，且活機(jī)體總是只利用化合物的兩種鏡像形態(tài)中的一種。甘露醇、β-環(huán)糊精和聚乙二醇分別代表了自身具有旋光性、自身在一定濃度范圍內(nèi)具有旋光性以及自身沒有旋光性三類低分子聚合物。本文主要研究將這三類常用的藥物輔料加入藥物后對(duì)藥物的效果及旋光性的影響。

一、材料和儀器

1.材料。甘露醇[1]、β-環(huán)糊精[2，3]、乳糖、聚乙二醇、乙醇。

2.儀器。WXG-4小型旋光儀，DT200A電子天平，HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋；100ml容量瓶；250ml容量瓶；移液管若干；100ml燒杯；250ml燒杯；滴管；旋光管1dm；洗瓶；藥勺；玻璃棒；吸耳球；濾紙、擦鏡紙若干。

二、旋光度的測(cè)定

1.測(cè)量藥品（乳糖）的純樣品在不同濃度下的旋光度（以此為基準(zhǔn)和參考）。開啟旋光儀，待鈉光燈發(fā)光正常后，調(diào)節(jié)目鏡焦距，使視野清晰。校正旋光儀零點(diǎn)，將配置好的不同濃度的乳糖溶液分別依次放入1dm旋光管中，進(jìn)行旋光測(cè)定，記錄不同濃度乳糖溶液的旋光度。根據(jù)公式c·l，某一物質(zhì)的旋光度φ值，甚至旋光方向，與測(cè)定時(shí)的溫度、光波波長(zhǎng)、溶劑種類、溶質(zhì)濃度、旋光管長(zhǎng)度以及pH等有關(guān)。因此在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，如下幾個(gè)參數(shù)需注意統(tǒng)一，保證對(duì)單一變量進(jìn)行研究，以求發(fā)現(xiàn)所實(shí)驗(yàn)藥物對(duì)乳糖旋光度的影響，而非參數(shù)造成的影響。

2.測(cè)量分別加入β-環(huán)糊精、甘露醇和聚乙二醇后乳糖的旋光度，觀察其旋光性的變化。①首先測(cè)量β-環(huán)糊精的純樣品自身是否具有旋光性，并測(cè)出其不同濃度下的旋光度。再將配置好的不同濃度的β-環(huán)糊精溶液置入1dm長(zhǎng)的旋光管中，分別測(cè)量其旋光度并記錄測(cè)量結(jié)果。②測(cè)量保持2%乳糖濃度，加入不同濃度的β-環(huán)糊精后的乳糖旋光性的變化。即在濃度為2%的乳糖溶液中，加入相應(yīng)質(zhì)量的β-環(huán)糊精樣品，得到β-環(huán)糊精濃度分別為0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，1.0%，1.5%的七種溶液，并分別依次測(cè)定該七種溶液的旋光度并記錄結(jié)果。③測(cè)量甘露醇和聚乙二醇的純樣品自身是否具有旋光性和不同濃度的旋光度。然后在2%濃度的乳糖溶液中，加入不同質(zhì)量的甘露醇或者聚乙二醇，測(cè)量將所得溶液的旋光度并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

三、結(jié)果和討論

當(dāng)光源、溫度和溶劑固定時(shí)，比旋光度等于溶液濃度為1g/ml、樣品管長(zhǎng)度為1dm時(shí)的物質(zhì)的旋光度。與熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率一樣，比旋光度是一個(gè)只與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的表征旋光性物質(zhì)特征的物理常數(shù)，它對(duì)鑒定旋光性化合物有重要意義[4]。如果被測(cè)定的旋光性物質(zhì)為純液體，可直接將其裝入樣品測(cè)試管中測(cè)出其旋光度，其比旋光度可由下式求出：φ=[a]tD·c·l式中的φ為溶液的旋光度（°），[a]tD為溶液的比旋光度，t（℃）為實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)的溫度（T），D表示鈉光（波長(zhǎng)λ=589.3nm），c為溶液的濃度（g·cm-3），l為樣品測(cè)試管的長(zhǎng)度（dm）[5]。溶液的旋光度φ的數(shù)值可由旋光儀直接測(cè)得。

1.乳糖旋光性的變化。將乳糖作為實(shí)驗(yàn)的基準(zhǔn)物質(zhì)，首先測(cè)出其在不同濃度下的旋光度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。由此可以看出，濃度為2%的乳糖，旋光度的數(shù)值適中，為1.17，適合后續(xù)測(cè)量三種藥物對(duì)其旋光度的影響實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的對(duì)比。

圖1 濃度對(duì)乳糖旋光性的影響

2.加入甘露醇后乳糖旋光性的變化。在濃度為2%的乳糖溶液中，加入對(duì)應(yīng)質(zhì)量的甘露醇樣品，得到的溶液中甘露醇濃度分別為2.0%，2.5%，3.0%，依次測(cè)定其三種溶液的旋光度，測(cè)量結(jié)果見表1。

表1 保持2%乳糖濃度加入不同濃度甘露醇后乳糖的旋光性

由表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，甘露醇自身具有旋光性，加入甘露醇后，乳糖的旋光度增大，均大于1.17。不同濃度甘露醇的旋光度增加的程度相近，均在1.710左右。因此得到結(jié)論，即加入甘露醇后，乳糖的旋光度增大，但乳糖旋光性變化的程度不受甘露醇濃度大小影響。

3.β-環(huán)糊精旋光性的變化。將配置好的0.10%，0.05%，0.01%，0.009%，0.008%，0.007%，0.006%，0.005%濃度的β-環(huán)糊精溶液充入1dm的旋光管，分別對(duì)其進(jìn)行旋光度測(cè)定，記錄不同濃度β-環(huán)糊精溶液的旋光度，見表2。

表2 不同濃度β-環(huán)糊精（0.1%～0.005%）旋光度的測(cè)定

由表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)β-環(huán)糊精的濃度低于0.007%時(shí)，其旋光度小于0.1，數(shù)值很小，在誤差范圍內(nèi)。故可認(rèn)為在此濃度以下，β-環(huán)糊精不具有旋光性。

在濃度為2%的乳糖溶液中，加入相應(yīng)質(zhì)量的β-環(huán)糊精樣品，得到的溶液中β-環(huán)糊精濃度分別為0.005%，0.01%，0.05%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，1.0%，1.5%，然后分別依次測(cè)定這十種溶液的旋光度，測(cè)量結(jié)果如圖2所示。

圖2 β-環(huán)糊精對(duì)2%乳糖旋光性的影響

由圖2，我們可以直觀地看到，乳糖的旋光度數(shù)值均大于1.17，即β-環(huán)糊精對(duì)乳糖的旋光度有影響，并使其增大，且乳糖旋光性的變化有一定的變化趨勢(shì)。因此，故乳糖的旋光性其受影響的程度因β-環(huán)糊精的濃度變化而發(fā)生改變。

4.聚乙二醇對(duì)乳糖旋光性的影響。在濃度為2%的乳糖溶液中，加入對(duì)應(yīng)質(zhì)量的甘露醇樣品，得到的溶液中甘露醇濃度分別為2.0%，2.5%，3.0%，分別依次測(cè)定其三種溶液的旋光度，見表3。

表3 加入聚乙二醇后乳糖（濃度保持為2%）的旋光度

由此可見，聚乙二醇自身不具有旋光性，但加入聚乙二醇以后，對(duì)乳糖的旋光性有影響，且旋光性不受聚乙二醇濃度的變化而改變。

四、結(jié)論

總結(jié)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得到以下結(jié)論：

1.乳糖具有旋光性，且旋光度隨著濃度的增大而改變。

2.甘露醇具有旋光性，且甘露醇對(duì)乳糖的旋光有影響；甘露醇對(duì)乳糖旋光的影響不受甘露醇濃度變化而改變。

3.β-環(huán)糊精本身具有一定的旋光性，但從數(shù)據(jù)中可看出，并非所有濃度下的β-環(huán)糊精均具有旋光性，故測(cè)量β-環(huán)糊精時(shí)有旋光性發(fā)生改變的臨界點(diǎn)。當(dāng)β-環(huán)糊精濃度低于0.007%時(shí)，旋光度小于0.1，即可認(rèn)為在此濃度以下，β-環(huán)糊精不具有旋光性。

4.β-環(huán)糊精本身有旋光性。對(duì)比前面乳糖自身的旋光性，說明加β-環(huán)糊精以后，乳糖的旋光性發(fā)生變化：當(dāng)β-環(huán)糊精濃度小于等于0.1%時(shí)，對(duì)乳糖的旋光性均具有一定影響，且影響程度幾乎相同；而當(dāng)β-環(huán)糊精濃度小于等于0.007%時(shí)，β-環(huán)糊精本身已無(wú)旋光，但測(cè)量濃度低至0.005%的β-環(huán)糊精時(shí)，對(duì)乳糖旋光依舊有一定的影響，且影響的程度和0.1%濃度影響程度幾乎相同。

5.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，聚乙二醇本身沒有旋光性，但對(duì)乳糖的旋光有影響，且聚乙二醇對(duì)乳糖旋光性的影響不受聚乙二醇濃度變化而發(fā)生改變。

綜上所述，甘露醇、β-環(huán)糊精和聚乙二醇代表三種不同類型的低分子聚合物，分別表現(xiàn)為自身具有旋光性、自身在一定濃度范圍內(nèi)具有旋光性以及自身沒有旋光性，但三類低分子聚合物均對(duì)乳糖的旋光性有一定的影響。β-環(huán)糊精對(duì)乳糖旋光度影響的程度與濃度有關(guān)，而其他兩種藥物對(duì)乳糖旋光度影響的程度與濃度無(wú)關(guān)?；谠搶?shí)驗(yàn)是采用一種新的研究思路和實(shí)驗(yàn)方法，且每種藥物都具有其自身特性，因此，后續(xù)若將更多具體的相關(guān)性藥物投入實(shí)驗(yàn)并不斷加以完善，定會(huì)對(duì)今后的有關(guān)藥用輔料對(duì)相關(guān)藥物藥效影響的研究具有指導(dǎo)意義。

[1]張?jiān)?，崔寶秋，趙建玲，顧登平.甘露醇和山梨醇在硼砂水溶液中的旋光性研究[J].精細(xì)化工.2000，17（8）：484-486.

[2]李紅霞，辛淮生.β-環(huán)糊精的化學(xué)改性及其在藥劑學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）.2005，15（3）：264-267.

[3]梁運(yùn)霞，毛利，徐棟萍.β-環(huán)糊精在藥劑學(xué)上的應(yīng)用[J].黑龍江畜牧獸醫(yī).2007，（08）：112-113.

[4]溫建輝.旋光度確定方法的邏輯分析[J].山西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2005，28（3）：301-302.

[5]屈永年，高海濤，馬鉆.旋光度測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)[J].數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志.2004，17（3）：283-284.

G642.0

A

1674-9324（2014）22-0106-03

趙喆，沈陽(yáng)藥科大學(xué)醫(yī)療器械學(xué)院物理教研室，碩士，副教授。主要從事物理基礎(chǔ)教學(xué)與研究。