彭獻娜,周珊珊,王嘉偉,安 琳

(徐州醫(yī)科大學 藥學院，江蘇 徐州 221004)

去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉對紫杉醇包合作用的研究

彭獻娜,周珊珊,王嘉偉,安 琳*

(徐州醫(yī)科大學 藥學院，江蘇 徐州 221004)

采用紫外分光光度法和熒光光譜法研究去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉對紫杉醇的包合和釋放過程，考察了二者物質的量之比、溫度等因素對包合作用的影響. 結果顯示去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉在一定條件下與紫杉醇可形成穩(wěn)定的超分子包合物，包合后水溶性明顯提高，且隨著去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉/紫杉醇物質的量之比的增加，熒光強度明顯增強. 去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉今后有望成為紫杉醇類抗腫瘤藥物的良好載體.

去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉；紫杉醇；包合；藥物載體

紫杉醇(Paclitaxel)是目前最好的抗腫瘤藥物之一，對乳腺癌、卵巢癌有明確的治療作用. 然而，紫杉醇幾乎不溶于水(< 4 mg/L)，口服利用度差，其應用受到了極大限制[1-2]，在使用時需要加入聚氧乙烯蓖麻油(Cremphor EL)來助溶，但會產生嚴重的過敏反應和毒性反應，從而影響抗腫瘤效應[3-6]. 近年來，隨著超分子化學在藥學領域的迅猛發(fā)展，超分子藥物載體的研究引起人們的廣泛關注. 由吡喃型葡萄糖共價鍵而成的環(huán)狀寡糖——環(huán)糊精因其外部的羥基具有親水性，內部醚鍵具有親油性，中空部分可包囊脂溶性藥物，可用來增加藥物的水溶性和穩(wěn)定性[7-10]. 然而，環(huán)糊精和修飾環(huán)糊精在誘發(fā)溶血活性上還存在一定的問題. 因此，發(fā)展新型且可靠的紫杉醇超分子載體具有重要的意義.

杯芳烴(calixarenes)是繼冠醚和環(huán)糊精后的“第三代超分子”，具有空腔大小可調、構象可變、易于化學修飾等優(yōu)點. 在杯芳烴骨架上引入親水基團如磺酸基、季銨鹽、氨基酸等得到的水溶性杯芳烴可用于難溶于水的藥物如硝苯地平、丙胺卡因、諾氟沙、紫杉醇的載體[11-16]，本課題組前期也開展了杯芳烴對紫杉醇的載藥研究[17]. 杯芳烴包結藥物，可以保持藥物穩(wěn)定性，提高藥物在血液中的有效濃度，增強生物利用度. 由此可見，杯芳烴作為繼環(huán)糊精之后的一類新型主體化合物正顯示出潛在而巨大的藥學意義[18]. 去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉是由對叔丁基杯[8]芳烴通過逆傅克反應、酯化、水解而得到的水溶性杯芳烴衍生物，其空腔較杯[4]芳烴更大，水溶性良好. 然而，其對紫杉醇包合作用尚未見文獻報道. 因此，本研究將以去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉為載體，通過熒光、紫外-可見光譜分析等方法研究它與紫杉醇的包合作用，探討濃度、溫度等因素對包合作用的影響，為開發(fā)新型杯芳烴類超分子藥物載體打下堅實的基礎.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

去叔丁基杯[8]芳烴乙酸酸鈉(按文獻[19]報道方法合成)，其結構見圖1，實驗用水為二次蒸餾去離子水. 其余試劑均為分析純試劑；F-4600熒光分光光度計(日本島津公司)；UV-2450型紫外-可見分光光度計(日本島津公司)；KQ-200KDE型高功率數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司).

圖1 去叔丁基杯[8]芳烴乙酸酸鈉的分子結構Fig.1 Structure of the calix[8]arene carboxylic sodium

1.2 熒光光譜測定

保持紫杉醇水溶液濃度0.4×10-4mol/L不變，改變去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉與紫杉醇的比例，使二者的物質的量之比分別為0、 1∶4、 1∶3、 1∶2、 1∶1.5、 1∶1、 1.5∶1、 2∶1、 3∶1、 4∶1、 5∶1，超聲一定時間后，測試主-客體體系的熒光變化，改變溫度測定不同溶液的熒光強度.

1.3 紫外-可見吸收光譜測定

用甲醇萃取去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇的包合物，分別測定包合物萃取液超聲0.5、1、1.5、2 h、2 d后的紫外-可見吸收光譜，并與紫杉醇甲醇萃取液的紫外-可見吸收光譜對照.

2 結果與討論

2.1 去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇混合溶液的熒光光譜特性

紫杉醇本身有熒光，通過光譜我們可以發(fā)現(xiàn)其最大激發(fā)和發(fā)射峰分別位于229和311 nm. 測定時，保持溶液中紫杉醇濃度0.4×10-4mol/L不變，將去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉的濃度從0增加至2×10-4mol/L，室溫下測定不同溶液的熒光光譜，得到如圖2所示熒光光譜曲線.

曲線(a)-(k)中，杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇的物質的量之比分別為(a)0,(b)1∶4,(c)1∶3,(d)1∶2,(e)1∶1.5,(f)1∶1,(g)1.5∶1,(h)2∶1,(i)3∶1,(j)4∶1,(k)5∶1.圖2 紫杉醇及杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇混合溶液的熒光光譜Fig.2 Fluorescence spectrum of calix[8]arene carboxylic sodium/PTX solutions

由圖2可知，隨著去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉濃度的增加，熒光強度明顯增強，進一步以去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉和紫杉醇的物質的量之比為橫坐標，以發(fā)射峰的熒光強度為縱坐標，測定了上述溶液分別在25、30、35、40 ℃下的熒光強度，并作出圖3所示的折線圖.

圖3 一定溫度下不同物質的量之比去叔丁基杯[8]乙酸鈉-紫杉醇混合溶液的熒光光譜Fig.3 Fluorescence spectrum of calix[8]arene carboxylic sodium/PTX solutions under different temperatures

由圖3可以看出，溫度升高，熒光強度明顯增強，升高溫度有利于包合過程；一定的溫度下，各曲線熒光強度均呈現(xiàn)為先升高到極值，隨后降低并逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢，當去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉與紫杉醇的物質的量之比較小(<1.0)時，隨著物質的量之比的增加，熒光強度明顯增強；二者物質的量之比≥1.0時，開始呈現(xiàn)降低的趨勢，并隨著比值的增多，降低趨勢逐漸趨緩，當達到4∶1時基本不變. 分析原因可能為當去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉與紫杉醇的物質的量之比較小(<1.0)時，兩者均為單體尚未形成包合物，此處的熒光強度為兩者熒光強度的疊加，所以出現(xiàn)了熒光明顯增強的現(xiàn)象；當比值繼續(xù)增大，二者逐漸形成良好的包合物，一部分紫杉醇從聚集體中釋放出來，導致熒光強度增強，但紫杉醇不可能完全釋放，因此到4∶1后基本不增加. 值得注意的是，熒光強度均強于純紫杉醇水溶液的熒光強度，說明去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉在一定程度上表現(xiàn)為熒光增敏作用，而這種結果在杯芳烴磺酸鈉鹽包合藥物的相關文獻中尚未有過報道.

2.2 去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉與紫杉醇包合物的紫外-可見吸收光譜特性

采用飽和水溶液法、超聲法制備了紫杉醇及去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉鹽-紫杉醇的包合物，以甲醇萃取包合物，并進行紫外-可見吸收光譜測定，得到如圖4所示的圖譜.

曲線(a)為飽和紫杉醇甲醇溶液的紫外-可見吸收光譜；曲線(b)，(c)，(d)，(e)分別為杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇包合物溶液經甲醇萃取后超聲0.5、1、1.5、2 h的紫外-可見吸收光譜；曲線(f)為曲線(e)溶液放置2 d后的紫外-可見吸收光譜.圖4 不同條件下甲醇-紫杉醇萃取液的紫外-可見吸收光譜Fig.4 UV-Vis spectrum of methanol-PTX solutions under different conditions

圖4顯示去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇的甲醇萃取液中，紫杉醇的紫外吸光強度均高于直接從飽和紫杉醇水溶液中萃取得到的紫杉醇甲醇溶液，且隨著超聲時間的增加而增大. 由此可見，去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉-紫杉醇形成包合物后，紫杉醇的水溶性得到改善. 此外，包合物萃取液的紫外吸光強度的增強趨勢在超聲1.5 h后漸緩，超聲2 h沒有明顯變化，說明大部分紫杉醇已經從包合物溶液中釋放出來. 將超聲2 h后的包合物萃取液放置2 d后再進行紫外-可見吸收光譜測定時，我們驚喜地發(fā)現(xiàn)其曲線3f基本和超聲0.5 h的圖譜曲線3b吻合，很顯然紫杉醇和去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉又形成了穩(wěn)定的包合物.

3 結論

去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉對紫杉醇有很好的熒光增敏作用，且能形成穩(wěn)定的超分子包合物，包合后水溶性明顯提高. 去叔丁基杯[8]芳烴乙酸鈉今后有望成為新一代紫杉醇藥物載體.

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[責任編輯：張普玉]

Study on the inclusion of calix[8]arene carboxylic sodium with paclitaxel

PENG Xianna, ZHOU Shanshan, WANG Jiawei, AN Lin*

(CollegeofPharmacy,XuzhouMedicalUniversity,Xuzhou221004,Jiangsu,China)

Via UV and fluorescence spectrometry methods, the inclusion and release of calix[8]arene carboxylic sodium to the Paclitaxel were explored. The influence of the molar ratio of the concentration and temperature were investigated. The results indicate that the stable calix[8]arene carboxylic sodium-Paclitaxel inclusion complex could be formed under certain conditions and the water soluability of Pacltaxel was also improved. The fluorescent strength was evidently increased with the increase of the molar ratio of calix[8]arene carboxylic sodium to the Paclitaxel. In the future, the calix[8]arene carboxylic sodium would be the potent carriers of the Paclitaxel drugs.

calix[8]arene carboxylic sodium; paclitaxel; inclusion; drug carriers

2017-01-17.

徐州醫(yī)科大學研究生科研與實踐創(chuàng)新項目(2015YKYCX013)

彭獻娜(1991-)，女，碩士生，研究方向：有機藥物合成.*

，E-mail:anlinhx@sina.com.

O657.32；R694.49

A

1008-1011(2017)04-0453-04