全 文 ：第 16卷 第 2期
2010年 4月
上 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)
JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)
Vol.16No.2Apr.2010
　　doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2010.02.013　
收稿日期:2008-07-03
通信作者:王　绮(1962 ～ ),女 ,讲师 ,研究方向为分析化学.E-mail:university wang@163.com
紫外分光光度法研究 β-环糊精与红景天苷的
相互作用
王　绮 , 　王田霖
(上海大学 理学院 ,上海 200444)
摘要:根据红景天苷的吸光度随 β-环糊精(β-CD)浓度的增加而增加 , 但其最大吸收波长不变的性质 , 研究温度对
包合形成常数的影响 ,计算得到某些热力学常数 ,并讨论了包合过程的驱动力.结果显示 , 形成常数随温度升高而
增大 ,整个包合过程是焓 、熵联合驱动的过程 , 其中疏水作用为主要驱动力.
关键词:红景天苷;紫外分光光度法;β -环糊精(β -CD);包合形成常数
中图分类号:R965　　　　　　文献标志码:A　　　　　　文章编号:1007-2861(2010)02-0174-03　
InteractionBetweenSalidrosideandβ-CyclodextrinbyUVSpectrometry
WANGQi, 　WANGTian-lin
(ColegeofSciences, ShanghaiUniversity, Shanghai200444, China)
Abstract:Interactionbetweensalidrosideandβ-cyclodextrin(β-CD)wasstudiedwithUVspectrometry
basedonthefactthattheabsorptionpeakpositionofsalidrosideiskeptunchangedbuttheabsorbance
increasedwiththeincreaseofβ-CDconcentration.Theformationconstantsoftheinclusioncomplexesare
determinedandefectsoftemperatureonequilibriumconstantsexamined, fromwhichthethermodynamic
parameterswerecalculated, anddrivingforcesofformationofinclusioncomplexarediscussed.The
resultsimplythatcomplexationisenthalpicalyandentropicalyfavourableanddrivenmainlyby
hydrophobicinteraction.
Keywords:salidroside;UVspectrometry;β-cyclodextrin(β-CD);formationconstantofinclusion
complex
　　β-环糊精(β-CD)由于其空腔的电子云密度较
大而存在一定的疏水性 ,其外部却因为葡萄糖羟基
的作用而存在较高的亲水性 [ 1-2] .这种特殊性质使
β-CD能与药物形成包合物 [ 3-4] ,从而增强药物在人
体中的吸收.红景天苷是有效的生物活性成分 ,具有
改善心血管功能 、降低心肌耗氧量 、调节血液流变性
等作用[ 5] ,因此在许多药物及保健品中使用[ 6-9] .包
合物的形成常数 K是决定包合性质的重要参数 ,是
研究环糊精应用于药物学的有效参数 [ 10] .通过 K值
的测定 ,能对包合平衡给出定量描述 , K值大小反映
了环糊精与药物分子形成包合物时结合力的强弱.
对 β-环糊精与红景天苷的包合形成常数测定
工作尚未见报道.本工作采用紫外分光光度法 ,考察
了温度对 β-环糊精与红景天苷包合物的影响 ,通过
　第 2期 王　绮 ,等:紫外分光光度法研究 β-环糊精与红景天苷的相互作用 　　
计算得到形成常数 K及其他热力学常数 ,并讨论了
其主要的驱动力 ,为通过环糊精改善红景天苷的药
效提供了有用信息.
1　实验部分
1.1　实验仪器与试剂
仪器:Cary100 bioUV-可见分光光度计 (美国
varian), Tripete移液枪 (德国 Brand);溶剂:甲醇
(色谱纯)(国药集团化学试剂有限公司),实验用水
为二次重蒸水;试剂:β-环糊精 (分析纯);标准样
品:红景天苷(中国药品生物制品检定所提供).
1.2　溶液配制
β-环糊精溶液配制:减量法称取 1.374 7 gβ-
环糊精放入 100 mL烧杯中 ,注入 25 mL水 ,加热溶
解 ,完全转入 50 mL容量瓶 ,并稀释至刻度.分别移
取 2, 3, 4, 5, 6, 8 , 10 mL溶液放于 50 mL容量瓶中 ,
加水定容.
红景天苷溶液配制:称取 2.287mg红景天苷放入
10mL容量瓶中 ,加入浓度为 40%的甲醇溶液定容.
2　测定原理 [ 3]
在水溶液中 ,环糊精与药物的包合是一个平衡
过程 ,形成 1∶1包合物的平衡过程可以用下式表示:
CD+G CD-G,
K=[ CD-G] /[ CD] [ G] . (1)
由式(1)得
[ CD] 0 =[ CD] +[ CD-G] =
[ CD] +K[CD] [ G] , (2)
[ G] 0 =[ G] +[ CD-G] =
[ G] +K[ CD] [ G] , (3)
式中 , [ CD] 0 , [ G] 0分别为环糊精和药物的起始
浓度.
假设 [ CD] 0 [ G] 0 ,可得 [ CD] ≈[ CD] 0.
由式(3)可得
[ G] =[ G] 0 /(1 +K[ CD] 0). (4)
由于 [ CD] 0 [ G] 0 , 溶液的吸光度 A与 [ CD-G]
成正比 ,即
A=ε[ CD-G] L, (5)
式中 , ε为摩尔吸光系数 , L为吸收池厚度.
当 L=1时 ,将式(1)代入式(5)得
A=εK[ CD] [ G] . (6)
将式(4)代入式(6)得
A=εK{[ G] 0 /(1 +K[ CD] 0)}[ CD] . (7)
因为 [ CD] ≈[ CD] 0 ,式(7)可整理为
[ G] 0 /A=(1/Kε)(1/[ CD] 0)+1/ε. (8)
式(8)可简化为
　1/A=(1 /εK[ G] 0)(1/[ CD] 0)+1 /ε[ G] 0.(9)
选择适宜的波长 ,根据 1/A和 1/[ CD] 0作图 ,由所
得斜率及截距 ,即可求得 K值.
因为 Δ[ G] =-RTlnK=ΔH-TΔS,得到 lnK
=-ΔH/RT+ΔS/R.
以 lnK对 1 /T作图 ,通过斜率和截距可以计算
出 ΔH和 ΔS.
3　实验结果
3.1　红景天苷在不同浓度 β-CD中的吸收光谱
图 1为在 298 K条件下 ,红景天苷在不同浓度
β -CD溶液中的吸收光谱.由图 1可以看到 ,随着 β-
CD浓度的增大 , 红景天苷的最大吸收波长始终为
221nm,而吸光度随 β -CD浓度的增大而有规律地增
大 ,从中可以推测 ,与 β-CD形成包合物后 ,红景天苷
的共轭程度相对增加.
图 1　β-CD浓度对红景天苷吸收光谱的影响
Fig.1　Effectofβ-CDconcentrationonUVofsalidroside
3.2　包合形成常数和其他热力学常数的测定
分别取上述不同浓度的 β-环糊精溶液 20 mL
置于干燥小烧杯中 ,加入 1mL红景天苷溶液 ,摇匀.
在 298, 308, 318 K温度下 ,用紫外分光光度计测定
其吸光度 A.测定结果见表 1.
根据测定结果可知 , 随着 β-环糊精浓度的增
大 ,包合物的吸光度明显增大;而随着温度的升高 ,
包合物的吸光度则明显降低.以 1 /A对 1/[ CD] 0作
图 ,可得不同温度下的关系曲线 (见图 2)及相关系
数 R, 由斜率和截距可分别计算包合形成常数 K.再
以 lnK对 1/T作图 ,根据热力学常数的计算公式 ,
由斜率和截距计算出 ΔH和 ΔS(见表 2).
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　 　　　　上 海 大 学 学报 (自然 科 学 版) 第 16卷　
表 1　不同温度 、不同浓度 1/[ CD] 0下包合物的吸光度 1/A
Table1　Reciprocalofabsorbanceofinclusioncomplexes,
1/A, underdifferenttemperatureanddifferent
1/[ CD] 0
1/[ CD] 0 T/K
298 303 308 313 318
1 082.25 3.736 4.024 4.237 4.394 4.571
724.64 3.616 3.904 4.104 4.284 4.471
540.54 3.557 3.824 4.034 4.217 4.402
434.78 3.555 3.773 3.996 4.171 4.361
361.01 3.479 3.724 3.954 4.132 4.322
270.27 3.437 3.673 3.916 4.083 4.286
216.92 3.404 3.646 3.892 4.051 4.261
图 2　不同温度下 1/A与 1/[ CD] 0的关系曲线
Fig.2　Dependenceof1/Aon1/[ CD] 0under
differenttemperature
表 2　不同温度下红景天苷与 β-CD的形成常数及
热力学常数
Table2　Formationconstantsandthermodynamic
parametersofinclusioncomplexesunder
differenttemperature
T/KK/(mol·L-1)-1 R
-ΔG/(kJ·
mol-1)
ΔH/(kJ·
mol-1)
ΔS/(J·
K-1· mol-1)
298
303
308
313
318
8 344.5
8 916.8
9 532.0
9 966.2
14 086.8
0.996 6
0.992 0
0.998 4
0.991 0
0.994 1
22.37
22.91
23.46
23.96
24.48
8.99 105.27
4　结　论
(1)1/A与 1/[ CD] 0具有良好的线性关系 ,这
表明 β -环糊精与红景天苷的包合物溶液的吸光度
随着 β -环糊精的浓度增大呈规律性增大;红景天苷
与 β-环糊精形成 1∶1包合物.根据包合形成常数的
大小可知 , β -环糊精与红景天苷形成包合物时有较
强的结合力.
(2)平衡常数K随温度的升高而增大 ,这说明
β -CD与红景天苷的亲和力随着温度的升高而增加 ,
升温有利于包合反应的进行.
(3)自由能 ΔG<0,这说明包合过程是一个自
发的过程.
(4)焓变 ΔH>0,说明反应是一个吸热过程.
ΔS>0说明疏水作用在包合过程中起着非常重要的
作用 ,整个包合过程是焓和熵联合驱动的过程.
(5)β-环糊精与红景天苷形成包合物的驱动力
可能有以下几方面原因:β-CD与红景天苷分子形
成氢键;红景天苷分子的疏水作用;β-CD与红景
天苷分子间的范德华力作用.
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(编辑:孟庆勋)
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