（环境科学专业论文）药物及生物大分子与环糊精超分子体系的研究及应用.pdf

详细探讨了各种测定条件得以优化的原因及本质，结果表明：在p h 1 0 5 5 t r i s h c i 条件下，b c d 、m t c 及d b s 在水溶液中生成1 ：1 ：1 的三元包 合物，用双倒数法求出表观结合常数为3 2 4 x 1 0 3l 2 m o l 乞。与m t c b c d 二元包 合物体系相比，该体系具有较强的包合能力，提高了药物的水溶性与稳定性。 同时，三元包合物的生成更加有效地保护了m t c 激发态，使体系荧光强度显著 增强，由此建立了测定m t c 的d b s b c d 协同增敏荧光光度法，同m t c - 1 3 一c d 二元包合物体系比较，该法拓宽了线性范围、灵敏度提高了1 0 倍。用拟定的方 法测定了药物制剂及生物样品中m t c 的含量，结果满意，回收率在9 4 1 0 5 。 ( 3 ) 采用荧光光谱法研究了m t c - g c d 包合物与牛血清白蛋白( b s a ) 之间的 相互作用。结果表明，在p i l l 0 6 的t r i s h c i 介质中，m t c 、1 3 c d 与b s a 形 成1 - 1 ：2 的超分子包合物，测定了m t c b s a 和m t c b s a - 1 3 c d 的结合常 数，发现1 3 c d 的存在有利于药物与蛋白质的结合。包合物的生成大大增强了 体系的荧光强度，据此首次建立了以m t c c d 包合物为荧光探针测定b s a 的新 方法，并详细探讨了测定蛋白质的反应条件，与测定蛋白质的其它光谱探针法 比较，本法提高了灵敏度，且简便、快速，选择性高。用于合成样品中b s a 含 量的测定，回收率在9 5 1 0 5 。 关键词：荧光光谱法，四环素类药物，超分子包合物，多重识别 s t u d yo nt h e s u p r a m o l e c u l a rs y s t e m so f c y c l o d e x t r i nw i t hd r u ga n d b i o m a c r o m o l e c u l e sa n d i t sa p p u c a n o n a b s t r a c t t h es t u d yo f s u p r a m o l e c u l a rc h e m i s t r yi sas i g n i f i c a n tt o p i ci n c u r r e n t l y c h e m i s t r y m o l e c u l a rr e c o g n i t i o ni so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tf i e l do ft h es t u d yo n s u p r a m o l e c u l a rc h e m i s t r y m o l e c u l a rr e c o g n i t i o ni st h ep r o c e s st h a th o s tm o l e c u l e b i n d i n g w i t h g u e s tm o l e c u l es e l e c t i v e l ya n d p r o d u c ts o m es p e c i a l f u n c t i o n h o s t 。g u e s tm o l e c u l a rr e c o g n i t i o nh a v eap r o m i s i n gf u t u r ei n p h a r m a c e u t i c a la n d b i o m a c r o m o l e c u l ea n a l y s i sw i t ht h em e r i t so fi t s s p e c i f i c ，e x c l u s i v ea n dh i g h l y s e l e c t i v em o l e c u l a r r e c o g n i t i o nt h e h o s t c o m p o u n d sh a v et o w a r d st h eg u e s t m o l e c u l e s c y c l o d e x t r i n sa st h ee x c e l l e n tm o l e c u l er e c e p t o r , c d sh a v eb e e nw i d e l y u s e di np h a r m a c e u t i c a lt e c h n i q u e s d r u gm o l e c u l e sc a nd e m o n s t r a t ed r a m a t i c a l l y d i f f e r e n tp h y s i c a la n dc h e m i c a l p r o p e r t i e st h r o u g hf o r m a t i o no fi n c l u s i o nc o m p l e x e s w i t hc d s c d sh a v eb e e n p r o v e dt ob es u i t a b l ec a n d i d a t e sf o rt a r g e t e dd r u g d e l i v c r y a n dr e l e a s ei nh u m a n b o d i e s ，w h i c hc a np r o m o t ed i g e s t i o n ，a b s o r b a n c e ，a n dt h e r a p y e f f e c to fd r u g s t h e s u p r a m o l e c u l a ri n t e r a c t i o nb e t w e e n1 3 c dw i t hd r u ga n d b i o m a c r o m o l e c u l e ，s h o w e da l le n h a n c e ds p e c t r a lc h a r a c t e r s b a s e do nt h i s ，ah i g h s e n s i t i v i t y a n d g o o ds e l e c t i v i t ym e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no f d r u g a n d b i o m a c r o m o l e c u l ew e r ep r o p o s e d i nt h i sp a p e r , w eh a v ed o n et h ef o l l o w i n gw o r k f o c u s i n go nt h es u p r a m o l e c u l a ri n c l u s i o n sb e t w e e n1 3 c da st h eh o s tm o l e c u l a ra n d d r u ga n db i o m a c r o m o l e c u l ea st h eg u e s tm o l e c u l a r ( 1 ) t h es u p r a m o l e c u l a ri n t e r a c t i o nb e t w e e n1 3 c da n dt e t r a c y c l i n e sw e r es t u d i e db v f l u o r e s c e n c em e t h o d t h e b i n d i n gr a d i oa n dt h eb i n d i n gc o n s t a n t sw e r ed e t e r m i n e d u s i n gd o u b l e r e c i p r o c a lp l o tm e t h o d ，a n dt h e p r o b a b l es t r u c t u r e o fi n c l u s i o n c o m p l e x e sw e r ed i s c u s s e d t h et h e r m o d y n a m i c sw e r eo b t a i n e db yr e l a t i o nb e t w e e n b i n d i n gc o n s t a n ta n dt e m p e r a t u r e i tw a sp r o p o s e dt h a tt h ei n c l u s i o np r o c e s sw a sa i i i s p o n t a n e o u sc h a r a c t e r , a n dt h ei n c l u s i o na c t i o nw a se x o t h e r m i c t h ee n t h a l p yw a st h e d o m i n a t i n gf o r c ei nt h ef o r m a t i o no fi n c l u s i o nc o m p l e x e s b a s e do nt h ee n h a n c e m e n t o ft h ef l u o r e s c e n c eo ft e t r a c y c l i n e sp r o d u c e dt h r o u g hi n c l u s i o nc o m p l e xf o r m a t i o n ，a n e wm e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft e t r a c y c l i n e sw e r ea l s oe s t a b l i s h e d c o m p a r e d w i t ho t h e rm e t h o d sf o rt e t r a c y c l i n e sd e t e r m i n a t i o n ，t h ep r e s e n tm e t h o dh a sb r o a d l i n e a rr a n g ea n dh i g hs e n s i t i v i t y t h ep r o p o s e dm e t h o dw e r es u c c e s s f u l l ya p p l i e dt o t h ed e t e r m i n a t i o no ft e t r a c y c l i n e si np h a r m a c e u t i c a lf o r m u l a t i o n s ，t h er e c o v e r yi s w i t h i nt h er a n g eo f9 5 - 1 0 5 ( 2 ) t h em u l t i r e c o g n i t i o ni n t e r a c t i o nb e t w e e n1 3 一c d ，m t ca n dd b sw a ss d u d i e db y f l u o r e s c e n c em e t h o d ，a n dt h ee s s e n t i a lr e a s o nf o rt h e o p t i m i z a t i o no fa n a l y s i s c o n d i t i o n sw a sr e v e a l e d t h er e s u l t ss h o wt h a ti np i l l 0 5 5t r i s h c lb u f f e rs o l u t i o n 1 3 一c d ，m t ca n dd b sc a nf o r m1 ：1 ：1t e r n a r yi n c l u s i o nc o m p l e x a n dt h ea p p a r e n t b i n d i n g c o n s t a n to b t a i n e d b yd o u b l e r e c i p r o c a lp l o t m e t h o dw a s3 2 4 x 1 0 3 l m 0 1 - 2 , r e s p e c t i v e l y t h et e r n a r ys y s t e mh a ss t r o n ga b i l i t yo fi n t e r a c t i o n ，a n dt h e s o l u b i l i t ya n ds t a b i l i t yo fm t cw e r ei m p r o v e ds i g n i f i c a n t l yi nc o m p a r i s o nw i t h1 3 - c d - m t cb i n a r yi n c l u s i o ns y s t e m 。t h ef l u o r e s c e n c e i n t e n s i t y o fm t ca l s o i n c r e a s e dd u et ot h ef o r m e dt e r n a r yi n c l u s i o nc o m p l e x b a s e do nt h i s ，an o v e l f l u o r e s c e n c em e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fm t c b ys y n e r g e t i ce f f e c to f1 3 一c da n d d b sw a sd e v e l o p e d c o m p a r e dw i t h1 3 - c d - m t cb i n a r yi n c l u s i o n s y s t e m ，t h e p r o p o s e dm e t h o dh a sb r o a dl i n e a rr a n g ea n dh i g hs e n s i t i v i t y i tw a sa p p l i e dt ot h e d e t e r m i n a t i o no fm t ci np h a r m a c e u t i c a lf o r m u l a t i o n ，u r i n ea n ds e r u ms a m p l e sw i t h s a t i s f a c t o r yr e s u l t s ，t h er e c o v e r yi sw i t h i nt h er a n g eo f9 4 - 1 0 5 ( 3 ) t h es u p r a m o l e c u l a ri n t e r a c t i o nb e t w e e n1 3 一c d m t cb i n a r yi n c l u s i o nc o m p l e x w i t hb s aw a ss t u d i e db yf l u o r e s c e n c em e t h o d t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l ti n d i c a t e d t h a t ，i n p i l l 0 6 t r i s - h c im e d i u mb - c d ，m t ca n db s ac a nf o r m1 ：1 ：2 s u p r a m o l e c u l a rc o m p l e x a n dt h eb i n d i n gc o n s t a n tw a sd e t e r m i n e d t h ef l u o r e s c e n c e i n t e n s i t yo fm t ca l s oi n c r e a s e dd u et ot h ef o r m e dt e r n a r ys u p r a m o l e c u l a rc o m p l e x b a s e do nt h i s ，as i m p l ea n ds e n s i t i v ef l u o r e s c e n c em e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no f i v b s aw i t h1 3 一c d - m t cf l u o r e s c e n c ep r o b ew a s p r o p o s e di nt h ef i r s tt i m e c o m p a r e d w i t ht h es p e c t r o s c o p i cp r o b ef o rp r o t e i nd e t e r m i n a t i o n ，t h ep r e s e n tm e t h o dh a sh i g h s e n s i t i v i t y t h ep r o p o s e dm e t h o dw a su s e dt od e t e r m i n eb s a i ns y n s e t i cs a m p l ew i t h s a t i s f a c t o r yr e s u l t ，t h er e c o v e r yi sw i t h i nt h er a n g eo f9 5 - 1 0 5 k e yw o r d s ：f l u o r e m e t r i cm e t h o d ，t e t r a c y c l i n e s ，s u p r a m o l e c u l a r i n c l u s i o n ， m u l t i r e c o g n i t i o n v 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除本文已经 注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内墓直太堂及其 他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 日期： 在学期间研究成果使用承诺书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全 部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索， 也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期 间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古 大学就读期间导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。 学位论文作者签名：蔓銎指导教师签名j 避煎 日 期：强q 盘：s e l 期：兰垒鱼壁曼 1 超分子化学概述 第一部分：绪论 1 1 超分子化学与超分子作用 自从j m k l l l l ，d jc r a m 和c 3 p e d e r s e n 三位科学家因在超分子化学方面的开创性工作 和杰出贡献共同分享了1 9 8 7 年诺贝尔化学奖以来，标志着化学的发展进入了一个新的时代， 超分子化学的研究开始受到化学工作者的广泛关注。最近二十年，超分子化学研究取得了长 足的发展，1 9 9 6 年，由j m l e h n 教授主编的1 1 卷本的鸿篇巨著“c o m p r e h e n s i v es u p r a m o l e c u l a r c h e m i s t e r y 的出版面世，可以说是超分子化学发展史上的一个重要里程碑。最近，王夔院士 在我国首先提出了分子以上层次有序高级结构的化学研究课题，更表明了超分子化学研究在 我国已进入了一个由分子到分子有序聚集体的高层次研究。“超分子作为一门学科的概念也 是在l e h n 获n o b e l 奖演讲中得到的最系统的阐明。对于非共价键弱相互作用力结合起来的复 杂、有序且具有特定功能的分子集合体，即超分子化学的研究，可以说是共价键分子化学的 一次升华、一次质的超越，被称为是“超越分子概念的化学 。它不仅在材料化学和信息科学 而且在生命科学中也具有重要的理论意义和潜在的广阔应用前景。 超分子作用是一种具有分子识别能力的非共价键分子间相互作用，是空间效应影响下的 范德华力、静电力、氢键力、相互作用与疏水相互作用等，所谓分子识别是指主体( 受体) 对客体( 底物) 选择性结合并产生某种特定功能的过程，它们不是靠传统的共价键力的分子 间作用力。分子识别是形成超分子结构和体系的基础，是超分子化学的核心研究内容之一。 超分子研究是当代化学研究的前洲1 。3 1 ，超分子识别、组装、反应性和催化等基本功能的研究， 为分析化学提供了新的理论和方法。主体( 受体) 对客体( 底物) 分子具有高度的分子识别 能力，对从分子水平上模拟生物功能，研究生物体内各种生理现象具有重要意义，它的应用 也为发展特异性、专一性、选择性高的药物分子、生物大分子分析方法提供了广阔的前景。 由于冠醚、环糊精、杯芳烃、卟啉以及环肽等大环化合物具有结构优良的空腔，可以通 过范德华力、疏水相互作用、静电作用、及氢键等多种弱相互作用模拟底物分子或离子结合， 在分子识别的基础上进行分子自组装，因此在超分子化学研究中有重要的作用。其中环糊精 ( c y c l o d e x t r i n ，c d ) 是一类由d - p = i ：喃葡萄糖通过q - 1 ，4 一苷键键合成环的环状低聚糖，其 截锥状分子结构的空腔内壁由葡萄糖单元c _ 3 和c - 5 上的氢原子组成，表现出强的疏水性； 而边缘上的众多羟基使其外壁表现出亲水性。环糊精的结构特性使其作为分子受体、人工酶 模型和药物载体在科学和技术的众多领域有广泛的应用，它利用“内亲油，外亲水 的特殊 结构，使之可以依据范德华力、疏水作用力以及主客体分子间尺寸的匹配等与许多有机和无 机化合物形成包合物【 】，环糊精作为分子识别领域中的优良主体，已经成为超分子工作者感 兴趣的研究热点。目前人们采用了多种手段来研究环糊精与客体分子的相互作用【6 j 。 1 2 环糊精简介 环糊精是( c y c l o d e x t r i n ，c d ) 由d 吡喃葡萄糖单元以q 1 ，4 糖苷键相结合，互为椅式 构象的环状低聚糖，是继冠醚以后超分子化学研究的第二代主体化合物。最常用的三种环糊 精分别是含有6 ，7 ，8 个葡萄糖基的q 、b 及y c d ，其b c d 生产成本低，空腔尺寸适中， 是最常用的一种，其结构见图1 1 。由于环糊精独特的“内亲油，外亲水 结构使得它具有特 殊的性能，在脂溶性药物载体 7 1 、环境保护嘲、超分子1 9 1 、模拟酶【1 0 , 1 1 】、功能高分子【1 2 1 、食品， 化学工业和农业【1 3 以5 l 等诸多领域得到广泛的应用。 图卜ld 一环糊精的分子结构 f i 9 1 1 m o l e c u l a rs t r u c t u r eo r b - c y c l o d e x t r i n 环糊精由于它的分子的特殊结构，目前广泛应用在药物制剂中，药物分析领域多项研 究表明环糊精对生物体无毒害作用，并可以在生物体内降解，因此它在医药学方面的研究尤 为活跃。药物分子被环糊精包合后，仍保持原有的化学性质，口服后在消化液中经渗透、扩 散作用，包合物中的药物被溶出而发挥药效，同时药物的物理化学性质也得以显著改善，如 促进药物稳定性、增加药物溶解度，提高药物的生物利用度( 生物适应性) 、调节释药速度、 降低药物的刺激性、毒性，有利于促进药物分子在人体内的消化吸收，达到药物的靶位释放， 从而提高药效，降低药物的溶血活性等副作用【临1 8 1 ，但由于对某些药物的催化效应及生物相 溶性的差异，环糊精用作药物制剂和添加剂的推广受到一定的限制，于是利用环糊精的多重 识别功能对药物进行改性，以指导实际生产；也可通过对基本环糊精结构进行一定修饰改性 使它成为一种优良的药物缓释和靶向制剂的载体，从而达到控制药物在人体内定向积聚和释 2 放的作用，因此研究药物与环糊精的包合作用具有重要的意义。 环糊精及其衍生物对有机和无机小分子的识别，是环糊精超分子化学中研究的最多的一 个领域，而环糊精作为分子受体( 主体) 通过化学修辞引入特定的功能基团改变其分子识别能 力更是超分子体系中分子识别的一个重要研究内容。环糊精及其衍生物对荧光客体分子的包 合识别以及增敏效应，环糊精对手性分子的识别用于分离检测等已有报道。环糊精主体分子 对客体药物分子、生物大分子的识别包合超分子作用，可极大的改善荧光、紫外一可见分光光 度法的光谱性质进而提高测定药物及生物大分子的选择性和灵敏度【1 蛇。研究环糊精及其衍 生物等主体分子与药物分子、氨基酸、蛋白质以及d n a 等生物分子的相互作用、分子识别 以及作用力类型，可以为进一步研究生物受体选择性结合底物的多点识别机制提供依据，是近 年来超分子化学研究的一个热点。 1 3 超分子化学的发展 目前，人们对于药物与生物大分子的超分子化学研究已经取得了一定的理论知识 2 2 - 2 5 1 ， 但仍有许多问题有待解决。进一步研究其相互作用需要生物学、化学、医学、物理学、计算 机学及电子学等多学科的协作，可以预计今后的研究将会在以下几个方面有所发展：( 1 ) 在 分子识别与传感器领域，深入开展超分子化学理论与应用方面的研究，一方面可以在超分子 化学引入新的研究对象和内容，扩大了超分子化学的研究范围，丰富了超分子化学内涵。针 对研究对象中的不同客体分子，选择性设计合成主体分子，研究主客体分子间的选择性相互 作用及其机理，广泛开展研究体系从理论向应用的转化，重点是将发现的高选择性主客体反 应体系应用于实践，为解决分析化学领域多年来一直追求的再线分析、过程分析、实时分析 提供新的手段。( 2 ) 深入了解药物与蛋白质、d n a 的相互作用机理，认识某些疾病致病机 制和药物治病机理，从而对新药的合成和体外筛选工作进行指导；( 3 ) 研究蛋白质模拟化合 物与d n a 相互作用的机理，加深对生命现象的理解；( 4 ) 生命活性物质的检出灵敏度极限 是单个分子，发展高灵敏度的核酸或蛋白质分子探针以满足生命科学的飞速发展。 2 四环素类药物研究现状 四环素类抗生素是由链霉菌产生的一类广谱抗生素，主要有四环素、金霉素、土霉素、 多西环素和美他环素等【2 6 1 。自1 9 4 8 年从金色链丝菌的培养液中分离出金霉素用于治疗斑疹、 原发性异型肺炎、泌尿道感染等疾病以来，四环素类抗生素已发展了多个品种，并广泛用于 3 治疗一些临床上的常见疾病。由于细菌产生了耐药性，现多用于立克次体、衣原体、支原体 等非细菌性感染和布氏杆菌病，以及呼吸道、胆道、尿路及皮肤组织感染【韧。近年来的研究 还表明，此类药物可以用作兽药、消毒剂、保鲜剂【冽等。最新的研究表明还可以用于治疗和 诊断癌症【2 引，所以对四环素类药物的研究仍然是人们关注的课题。因此，四环素类药物的发 光分析近几年来在国内外发展很快，使用不同的发光分析技术，进行微量和痕量药物分析应 运而生，并显示了极大的潜力和应用前景。 对四环素类药物分析方法的研究，常用的有高效液相色谱法 s o - - 3 2 ，紫外可见分光光度 法1 3 3 州，荧光分光光度法i 矧，化学发光法1 3 6 1 ，毛细管电泳法【3 刀等。但目前，药物荧光光谱法 因其灵敏度高、专属性强等优点成为四环素类药物分析中不可缺少的方法。 3 环糊精超分子包合物的应用 环糊精超分子包合物的形成在人工酶研究、手性物质及其它异构体的识别及分离、有机 物质的增溶及缓解、包合通道内的聚合等应用中获得了极大成功。而环糊精对客体分子包合 机理的研究，不仅可以能够知道哪些物质可以与环糊精形成包合物，同时也对包合物的性质 有一定的预测。溶液中包合物的表征方法有，紫外可见吸收光谱( u v - v i s ) 、圆二色谱( c i r c u l a r d i c h r o i s m ，c d ) 、荧光和磷光光谱、核磁共振谱( n m r ) 以及电子自旋共振( e s r ) 。 3 1 药物改性中的应用 1 3 环糊精是一种良好的药用新型包合材料。难溶性药物通过包合，可明显改善某些药物 的性质，即溶解性、膜对药物的渗透性、蛋白结合性，并能促进药物吸收，从而提高生物利 用度，增强疗效，减轻副作用。张晓红等【3 8 】研究了用羟丙基9 环糊精( h e 1 3 c d ) 包合头 孢拉定，发现药物的溶解度随1 3 c d 的加入而增大，头孢拉定被1 3 c d 包合后溶解度增大为 原来的5 3 倍，同时稳定性也明显提高。李学明1 3 9 】等为了改善酮洛芬( k p f ) 的溶解性、溶 出性能，提高生物利用度，减小对肠胃道的刺激性，选用h p 1 3 c d 为包合材料，采用溶液 搅拌法制备了k p f h p b c d 包合物。h p 1 3 c d 包合后k p f 的增溶倍数为2 3 4 。吴琼珠【加j 等研究了诺氟沙星用b c d 包合后的生物利用度，结果有较高水平的血浓度和累积尿药量。 将诺氟沙星b c d 包合物给健康受试者口服后2 4 h 的a u c 值约为单药的1 4 1 6 倍，其溶出 速率和生物利用度均显著增加。m a s u d a 等【4 1 】为了改善苯氟布洛芬肌肉注射和滴眼液的局部刺 激性而使用b c d 包合，结果均减轻了刺激；萘普生用b c d 包合后，包合物对胃刺激很小， 几乎与对照组( 水) 差不多【4 2 】；吡布洛芬用b c d 包合后通过健康成年人试验，包合物与单 4 药比，刺激性、苦味明显减小。 3 2 环糊精一药物二元包合物的分析应用 药物分子被环糊精包合后，其光谱性质发生显著变化，从而提高测定的灵敏度与选择性。 潘祖亭【4 3 】利用荧光光谱法研究了b c d 和l 酪氨酸之间主客体包合反应的形成，方法的检出 限为2 o 1 0 - t m o l l ，利用改进的b e n e s i - h i l d e b r a n d 法测定包合物的形成常数为3 1 1 1 0 3 。 郑建斌【4 4 j 等用二次微分简易示波伏安法研究了b c d 与阿莫西林之间的包合作用，结果表明， b c d 与阿莫西林形成稳定的1 ：1 包合物，包合常数为6 o 1 0 5 ，建立的方法用于测定胶囊 中的阿莫西林，结果满意。章丽【4 5 】合成了单( 6 一对氨基苯乙酸- 6 - 脱氧) 一b 一环糊精( a a c d ) ，基 于抗坏血酸( a a ) 与a a c d 形成超分子体系后，荧光强度显著猝灭的现象，建立了一种直接测定 从的新方法。在优化条件下，本方法线性范围0 0 5 - - 5 0m g l - 1 ，检出限0 0 1 5m g l 1 。张红芬 i 删等采用极谱法、紫外可见光谱法及荧光光谱法研究了水溶性卟啉t ( 4 - m o p ) p s 4 与q - c d 、 b c d 、y c d 、h p b c d 及s b e - 1 3 一c d5 种环糊精的相互作用，结果表明t ( 4 一m o p ) p s 4 分别 与这5 种环糊精形成了t ( 4 - m o p ) p s 4 - c ds 超分子体系。此外，本研究还采用极谱法、紫外可 见光谱法及荧光光谱法测定了t ( 4 - m o p ) p s 4 - c ds 超分子体系的包合常数和包合比，比较了 t ( 4 一m o p ) p s 4 与5 种环糊精的包合能力，并由此推测了包合机理，为t ( d - m o p ) p s 4 卟啉、环糊 精的进一步应用提供了理论信息。 3 3 环糊精三元超分子体系的研究应用 m u r a 纠4 7 1 通过磨碎、捏和、共蒸发等方法制备了羟丙基b c d 聚乙烯吡咯烷酮( p v p ) 奈普生药物新剂型，并以x 光粉末衍射、红外吸收光谱和相溶解度法确定了1 ：1 ：1 三元包 合物的生成，包合物中萘普生溶解度较其单体提高1 2 0 倍。m a r g a r i t a 等【铝l 认为p v p 部分或全 部覆盖住萘普生b c d 包合物，并通过氢键与b c d 和萘普生形成配合物，随着三元体系中 p v p 量的增加，包合反应由熵驱动力逐渐变为焓驱动力。m o r g a n 掣4 9 】研究了支链醇及牛血清 白蛋白对6 c d 萘普生体系的影响，证明b c d 能极好的保护萘普生激发态，抑制了萘普生 光诱导反应的发生，从而可使1 3 c d 用做活体内的光毒性抑制剂。杜新贞【5 0 l 报道了在t 3 c d 溶液中，加入阴离子表面活性剂( a s ) 可诱导1 溴奈( 1 - b r n ) 发射强的室温磷光( r 皿) ， 组成测定表明溶液中形成了稳定的1 ：1 ：i i i b r n ：b c d ：a s 三元超分子体系。光谱和溶 液表面张力分析显示阴离子表面活性剂的疏水性烷基链有一部分被包合在b c d 空腔内，未 被包合部分则饶曲在b c d 腔口处从而为腔内i - b r n 分子的磷光提供了有效保护。陈洪渊【5 1 】 等用电化学法和光谱法研究了亚甲蓝环糊精d n a 三元超分子体系，测试了有关常数，提出 了亚甲蓝环糊精的包合物与d n a 作用时不分解且环糊精不会与d n a 进行反应。谢剑炜【5 2 】 5 的研究表明：微量环己醇存在下，b 环糊精能诱导a - 溴代奈发射强的室温磷光。发射光谱、 磷光寿命和荧光偏振的实验证明了1 3 环糊精环己烷a 溴代奈三元包合物的形成，可测定三 元超分子体系的表观形成常数，讨论了环己烷对b 环糊精诱导a 溴代奈室温磷光的影响机 制。t d , 萍【5 3 】报道了环糊精卟啉d n a 三元超分子体系，首次用荧光法和极谱法研究了环糊 精- t a p p 超分子体系与环糊精的相互作用，结果表明：非离子型环糊精s b e 1 3 c d 的存在大 大阻止了t a p p 与d n a 磷酸部分的作用，有力的证明了卟啉t a p p 与d n a 是以静电作用方 式结合，而不是插入d n a 的构槽中。深入研究药物环糊精生物大分子三元作用体系，对药 物设计和生命过程讨论有创新价值。 4 研究内容及意义 本文利用b c d 主体分子与药物、生物大分子等客体分子间的超分子作用，用荧光光 谱法研究建立了高灵敏、高选择性的测定药物、生物大分子定量分析方法，详细探讨了各种 测试条件得以优化的原因及本质，并应用到实际生物样品的分析中：详细研究了b - c d 与药 物、生物大分子之间包合识别行为，用荧光光谱法探讨并验证了溶液中二元、多元超分子包 合物的形成，主一客体间的结合方式( 包合常数、包合比、热力学常数等) 、微观反应历程等 机理，这一工作对于认识生命现象的本质、理解超分子中的自组装、分子多重识别等概念以 及阐明药物在体内的输运、吸收、代谢等途径及药理作用具有十分重要的理论意义，而利用 形成超分子包合物体系探索新的高灵敏、高选择性的测定药物、生物大分子定量分析方法对 于生物化学、生命科学和临床医学具有一定的应用价值。 本论文进行了三个部分的研究工作，第一部分应用荧光法研究了b c d 与四环素类药物 之间的超分子包合作用，对反应条件和包合物的形成机理进行了研究，发现这几种药物能与 1 3 c d 分别形成l ：1 包合物，分别测定了包合物的包合比、包合常数，进而根据各温度下的 包合常数对温度的依赖关系得到各热力学参数。实验结果表明，包合过程属自发性质，温度 升高，包合物稳定性降低，高温不适于包合物的形成，包合反应是放热的，且存在熵焓补偿 效应，主要驱动力是焓。并根据b c d 包合四环素类药物使其体系荧光增强这一特性，建立 了测定四环素类药物的新方法，与目前测定的方法比较，线性范围变宽，灵敏度得以提高。 在确定的最佳测试条件下，测定了药物制剂中四环素类药物的含量，对照分析结果与标示量 较一致。 第二部分在上述基础上着重研究了m t c 、d b s 与1 3 一c d 之间的多重识别超分子体系，实 验结果表明，d b s 的疏水基团通过疏水作用被包合在1 3 c d 空腔中，空腔内结合的水分子被 6 置换出来，使b c d 空腔极性降低，为m t c 提供了更强的疏水环境，进而形成1 ：1 ：1 的三元 包合物，d b s 的存在有利于m t c 与b c d 的相互包合作用，较m t c b c d 二元包合物，其 药物在水中的溶解性与稳定性都有一定的提高，常温下表观结合常数为3 2 4 x 1 0 3l 2 m o l 之。同 时，三元超分子包合物的生成更加有效地保护了m t c 激发态，使体系荧光强度显著增强， 由此建立了测定m t c 的d b s b c d 协同增敏荧光光度法。与上述m t c - 1 3 - c d 二元包合物体 系比较，该法拓宽了线性范围、改善了测定条件、灵敏度提高了1 0 倍，药物辅料、生物流离 子及生物大小分子不干扰测定。用拟定的方法测定了药物制剂及生物样品中m t c 的含量， 结果满意，回收率在9 4 一1 0 5 。 第三部分在1 3 c d m t c 二元包合物体系的基础上，开展了1 3 c d 与m t c 、b s a 之间的 包合识别行为的研究，结果表明，在p i l l 0 6 的t r i s h c i 介质中，m t c 、b c d 与b s a 之间 通过疏水作用形成1 ：1 ：2 的超分子包合物，并测定了m t c b s a 和m t c b s a - 1 3 c d 的结 合常数，发现b c d 的存在有利于药物与蛋白质的结合，即以b c d 为载体的m t c 药物进入 人体，更容易与人体内的各种蛋白质进行作用。包合物的生成大大增强了体系的荧光强度， 据此首次提出了以m t c c d 包合物为荧光探针测定b s a 的新方法。与测定蛋白质的其它光 谱探针法比较，本法拓宽了线性范围，提高了灵敏度，且方法简便、快速，选择性高。用于 合成样品中b s a 含量的测定，回收率在9 5 一1 0 5 。 参考文献 【1 m a z z a g l i a , a n t o n i n o ；s c o l a r o ，l u i g i ；d a r c y , r a p h a e l ；d o n o h u o ，r u t h ；r a r o o ，b a r t ，j a n e n t a n g l e d p o r p h y d n si nc y c l o d e x t r i nv e s i c l e s j o u r n a lo f i n c l u s i o np h e n o m e n aa n dm a c r o c y c l i c c h e m i s t r y 2 0 0 3 ，4 4 ：1 2 7 - 1 3 2 【2 】童林荟c h e m i s t r yo fc y c l o d e x t r i n - b a s ea n da p p l i c a t i o n ( 环糊精化学- 基础与应用) ，l s t e d ( 第一版) ，北京，科学出版社，2 0 0 1 ，1 3 2 【3 】刘育，尤长城，张衡益超分子化学合成受体的分子识别与组装南开园：南开大学出版 社，2 0 0 1 ：1 【4 】b e n d e rm l ，k o m i y a m am c y c l o d e x t r i nc h e m i s t r y , s p r i n g e r - v e r l a g ：b e r l i n ，1 9 7 8 ，1 1 【5 】宋乐新，孟庆金，游效曾无机化学学报( 自然科学版) ，1 9 9 7 ，1 3 ：3 6 8 【6 】赵晓斌，何炳林高等学校化学学报【j 】1 9 9 4 ，1 5 ( 8 ) ：1 2 5 0 【7 】高恩君，张丹，当代化工，2 0 0 1 ，3 0 ，6 7 【8 】t s u c h i d ae ，n i s s h i d eh p o l y m e r - m e t a lc o m p l e x e sa n dt h e i rc a t a l y t i ca c t i v i t y , a d v a n c e si n 7 p o l y m e rs c i e n c e ，s p r i n g e r , b e r l i nh e i d e l b e r gn e wy o r k ，v o l2 4 【9 1 t 南平，余晓冬，陈洪渊，超分子化学研究与应用，2 0 0 1 ，1 3 ( 1 ) ，2 7 【1 0 文u 盛辉，莫卫民，陈帆，分析测试学报，1 9 9 9 ，1 8 ( 4 ) ，4 2 , - - - 4 5 【1 1 】沈静茹，雷灼霖，孙小梅等分析化学，