張 雯， 趙亞蘭， 李彥軍

(陜西科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引言

去氫表雄甾酮(dehydroepiandro sterone,DHEA)是在人體腎上腺皮質(zhì)中合成的C19腎上腺甾體類化合物，是制造多種甾體激素的中間體.特別是其結(jié)構(gòu)類似物7,15-雙羥基-DHEA可合成多種甾體類激素，在醫(yī)藥工業(yè)中常作為重要的醫(yī)藥中間體.目前利用生物轉(zhuǎn)化法對(duì)其進(jìn)行合成，成為熱點(diǎn)，但由于其水溶性較差使其在發(fā)酵液中的溶解度較低.本課題擬對(duì)其進(jìn)行包合物的制備，提高其水溶性，為對(duì)其采用生物轉(zhuǎn)化方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1材料

DHEA(分析純，武漢合中醫(yī)藥生化公司)，β-環(huán)糊精(分析純，上海山浦化工有限公司)

1.1.2儀器

OPTEC光學(xué)顯微鏡，752型紫外分光光度計(jì)，760CRT雙光束紫外可見分光光度計(jì)，傅立葉變換紅外光譜儀(ATR-FT-IR, VECTOR-22, 德國(guó)Bruker)

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1DHEA包合物的制備

采用飽和水溶液法制備DHEA包合物[1]，分別考察時(shí)間、溫度及摩爾比對(duì)包合率的影響.并由單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，如表1所示.

1.2.2DHEA包合物的鑒定

通過顯微鏡鑒定法、薄層色譜法、紅外光譜法驗(yàn)證包合物的生成[2-4].

1.2.3DHEA包合物溶解度考察[4]

DHEA包合物的前處理：稱取適量的DHEA包合物加入無水乙醇之中，快速振搖，抽濾，干燥.

稱取適量的DHEA及前處理好的DHEA包合物加入水中，攪拌一定時(shí)間，靜置過濾，測(cè)濾液的吸光度.根據(jù)吸光度與濃度之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線可求出DHEA濃度.通過濃度的比值即可求出溶解度提高的倍數(shù).

2 結(jié)果與分析

2.1 影響因素及水平的確定

以包合率為指標(biāo)，分別對(duì)溫度、時(shí)間及摩爾比進(jìn)行單因素考察，確定各因素考察水平，進(jìn)一步進(jìn)行正交試驗(yàn)，從而確定最佳工藝條件.各因素水平實(shí)驗(yàn)如表1所示.

表1 影響因素及水平

2.2 正交試驗(yàn)確定最佳包合條件

按照上述所確定的影響因素及水平，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)，以包合率為指標(biāo)，確定最佳包合工藝.每次試驗(yàn)平行做3組，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值.試驗(yàn)結(jié)果如表2所示.

按照正交試驗(yàn)所確定的最佳工藝條件(A2B2C2)進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)制備DHEA包合物，試驗(yàn)結(jié)果可得：包合率為46.14%，高于正交試驗(yàn)中各次試驗(yàn)的包合率，試驗(yàn)結(jié)果與正交試驗(yàn)所得結(jié)論一致.

通過正交試驗(yàn)及補(bǔ)充試驗(yàn)結(jié)果可知，影響DHEA包合率的因素顯著性順序?yàn)椋簻囟?時(shí)間>摩爾比.DHEA包合物制備的最佳工藝條件為：包合溫度50 ℃，包合時(shí)間2 h，摩爾比1∶2，包合率可達(dá)46.14%.

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，摩爾比小時(shí)，包合率小，因?yàn)槟柋刃r(shí)，β-環(huán)糊精的量少，其空腔數(shù)量少，因此包合的DHEA有限；增大環(huán)糊精的量，包合率上升，再提高摩爾比，包合率下降，因?yàn)榄h(huán)糊精的量偏多，表面吸附的DHEA的量也會(huì)增多.時(shí)間的延長(zhǎng)有利于DHEA的包合，因此包合物包合率上升，時(shí)間再延長(zhǎng)包合率基本保持不變；低溫時(shí)包合率低，因?yàn)榈蜏貢r(shí)飽和溶液中環(huán)糊精的溶解度低，影響包合.高溫時(shí)包合率下降，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈，包合物容易破包.

表2 L9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果

注：Z代表最優(yōu)條件

2.3 DHEA包合物的顯微鏡鑒定結(jié)果

DHEA包合物的顯微鏡鑒定結(jié)果如圖1～4所示.由圖可知，DHEA為針狀晶體，β-CD為大顆粒狀，二者混合物為針狀與顆粒狀，包合物中觀察到菱形晶體.經(jīng)分析，這種菱形晶體為DHEA-β-環(huán)糊精包合物.

2.4 DHEA包合物的薄層色譜鑒定結(jié)果

DHEA包合物的薄層色譜鑒定結(jié)果表明，在紫外燈下僅有DHEA組能觀察到斑點(diǎn)，DHEA-β-環(huán)糊精包合物及β-環(huán)糊精組并沒有斑點(diǎn)出現(xiàn)，再一次證明DHEA已被β-環(huán)糊精包合，形成包合物.

圖3 DHEA-β-CD混合物 圖4 DHEA包合物顯微

2.5 DHEA包合物的紅外光譜鑒定結(jié)果

DHEA包合物的紅外光譜鑒定結(jié)果如圖5～7所示.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， DHEA包合物與DHEA的IR譜圖比較，包合物中DHEA的特征峰已完全消失或減弱，包合物與空白β-環(huán)糊精圖譜比較有類似之處，但同時(shí)存在很大不同.有一些新的特征峰出現(xiàn)，說明包合物中確實(shí)有不同于β-環(huán)糊精的物質(zhì)出現(xiàn)，但同時(shí)里面含有β-環(huán)糊精，再一次證明DHEA已被β-環(huán)糊精包合，形成包合物.

圖5 β-環(huán)糊精的IR譜圖

圖6 DHEA的IR譜圖

圖7 DHEA包合物的IR譜圖

2.6 溶解度考察結(jié)果

溶解度實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示，由表可知，形成DHEA-β-環(huán)糊精包合物后能夠明顯提DHEA的溶解度，是未加入β-環(huán)糊精的溶液中DHEA的濃度的2.01倍.

表3 溶解度分析

3 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，飽和水溶液法制備包合物的影響因素顯著性順序?yàn)闇囟?時(shí)間>摩爾比，包合最優(yōu)工藝為溫度50 ℃，時(shí)間2 h，摩爾比為1∶2，包合率為46.14%.形成DHEA-β-環(huán)糊精包合物后能夠明顯提DHEA的溶解度，是未加入β-環(huán)糊精的溶液中DHEA的濃度的2.01倍.

[1] Szejtli J.Past,cyclodextrin and their Inclusion Complexes[M].Akademiai Kiado,Budapest,1982:28.

[2] Fromming K H,Szejtli J.Cyclodextrins in pharmacy[M].Netherland：Chapter1 Kluwer,Dordercht,1994:33-44.

[3] 董英杰．莪術(shù)油的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物及制劑和制備方法[P].中國(guó)專利：02109680，2003-11-26.

[4] 李 紅，劉惠君，文岳中，等．紫外光譜法研究環(huán)糊精對(duì)2，4-滴丙酸甲酯對(duì)映體的包合作用[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，34(1):50-56.

[5] 宋占軍，張洪北．應(yīng)用光譜分析技術(shù)研究碘與β-環(huán)糊精結(jié)合物的結(jié)構(gòu)特征[J]．光譜學(xué)與光譜分析，2001，21(5):603-606．

[6] 古 俊，常 雅，潘景浩．環(huán)糊精的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)展[J]．應(yīng)用化學(xué)，1996，(8):5-7.

[7] 李偉剛，陳超球．環(huán)糊精及其應(yīng)用[J]．廣西師院學(xué)報(bào)，1994(2):58-61.

[8] 王多仁．環(huán)糊精的開發(fā)與應(yīng)用[J]．淀粉與淀粉糖，2002(3):8-13.