Изучение комплексообразования лекарственных веществ с циклодекстрином в водных растворах
- Авторы: Гладкова К.И.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
- Выпуск: Том 1 (2024)
- Страницы: 232-233
- Раздел: ЧАСТЬ I. Химия
- URL: https://vietnamjournal.ru/osnk-sr2024/article/view/632841
- ID: 632841
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Комплексообразование играет важную роль во многих биохимических процессах, и широко применяется в фармацевтической химии для увеличения биодоступности лекарственных препаратов, повышения их растворимости, пролонгирования действия и т. д. Широко применяемыми комплексообразователями являются циклодекстрины (ЦД), которые являются производными циклических олигосахаридов, содержащих остатки α-D-глюкопиранозы. В зависимости от числа звеньев различают α-, β-, и γ-ЦД [1, 2]. Молекулы ЦД имеют форму усеченного конуса с полостью внутри, наличие которой обуславливает способность к образованию комплексов по типу «гость-хозяин» с различными молекулами в водной среде и в твердой фазе [3, 4].
Цель — изучение комплексообразования некоторых β-адреноблокаторов с (2-гидроксипропил)-β-циклодекстрином в водных растворах методом капиллярного электрофореза и УФ-спектрофотометрии.
Объекты исследования. В качестве синтетических биологически активных соединений были выбраны лекарственные препараты, относящиеся к группе β-адреноблокаторов: бисопролол, атенолол, метопролол (рис. 1). В качестве макроциклического хозяина был выбран (2-гидроксипропил)-β-циклодекстрин (ГП-β-ЦД) (см. рис. 1).
Рис. 1. Объекты исследования
Методы. Метод УФ-спектрофотометрии использовали для оценки возможности комплексообразования, а также определения стехиометрии образуемых комплексов [5]. Расчет константы связывания проводили с применением метода аффинного капиллярного электрофореза [6], где в качестве фонового электролита использовали боратный буфер 0,1 М (рН = 9,2) с различным содержанием (2-гидроксипропил)-β-циклодекстрина.
Результаты. Наличие сдвига максимума поглощения на спектрах, полученных для раствора исследуемого вещества и того же раствора, содержащего макроцикл, свидетельствует об образовании комплексов включения исследуемых соединений с ГП-β-ЦД. Для всех препаратов наблюдается гипсохромный сдвиг с гипохромным эффектом (рис. 2, а).
Для установления стехиометрии комплексов на основании экспериментальных данных построены диаграммы Джоба (рис. 2, б). Установлено, что бисопролол с 2-ГП-β-ЦД формирует комплекс со стехиометрией 1 : 1, метопролол и атенолол — 2 : 1.
Рис. 2. Результаты УФ-спектрометрического исследования: а — УФ-спектры свободного бисопролола (2) и в комплексе с 2-ГП-β-ЦД (1); б — диаграмма Джоба
По результатам электрофоретического эксперимента установлено, что внесение 2-ГП-β-ЦД в фоновый электролит приводит к изменению времен миграции бисопролола, что косвенно свидетельствует об образовании комплекса. На основании полученных данных строили изотермы связывания «вещество-макроцикл» и рассчитали константу устойчивости комплексов К1 (рис. 3), которая составила 258,4.
Рис. 3. Зависимость в координатах 1/(μi – μf) от 1/[CD] для определения константы связывания
Выводы. В работе проведено изучение комплексообразования трех β-адреноблокаторов с 2-гидроксипропил-β-циклодекстрином двумя методами. Установлена стехиометрия образуемых комплексов 1 : 1 (для бисопролола) и 2 : 1 (для метопролола и атенолола). Для комплекса 1 : 1 рассчитана константа связывания методом аффинного капиллярного электрофореза.
Полный текст
Обоснование. Комплексообразование играет важную роль во многих биохимических процессах, и широко применяется в фармацевтической химии для увеличения биодоступности лекарственных препаратов, повышения их растворимости, пролонгирования действия и т. д. Широко применяемыми комплексообразователями являются циклодекстрины (ЦД), которые являются производными циклических олигосахаридов, содержащих остатки α-D-глюкопиранозы. В зависимости от числа звеньев различают α-, β-, и γ-ЦД [1, 2]. Молекулы ЦД имеют форму усеченного конуса с полостью внутри, наличие которой обуславливает способность к образованию комплексов по типу «гость-хозяин» с различными молекулами в водной среде и в твердой фазе [3, 4].
Цель — изучение комплексообразования некоторых β-адреноблокаторов с (2-гидроксипропил)-β-циклодекстрином в водных растворах методом капиллярного электрофореза и УФ-спектрофотометрии.
Объекты исследования. В качестве синтетических биологически активных соединений были выбраны лекарственные препараты, относящиеся к группе β-адреноблокаторов: бисопролол, атенолол, метопролол (рис. 1). В качестве макроциклического хозяина был выбран (2-гидроксипропил)-β-циклодекстрин (ГП-β-ЦД) (см. рис. 1).
Рис. 1. Объекты исследования
Методы. Метод УФ-спектрофотометрии использовали для оценки возможности комплексообразования, а также определения стехиометрии образуемых комплексов [5]. Расчет константы связывания проводили с применением метода аффинного капиллярного электрофореза [6], где в качестве фонового электролита использовали боратный буфер 0,1 М (рН = 9,2) с различным содержанием (2-гидроксипропил)-β-циклодекстрина.
Результаты. Наличие сдвига максимума поглощения на спектрах, полученных для раствора исследуемого вещества и того же раствора, содержащего макроцикл, свидетельствует об образовании комплексов включения исследуемых соединений с ГП-β-ЦД. Для всех препаратов наблюдается гипсохромный сдвиг с гипохромным эффектом (рис. 2, а).
Для установления стехиометрии комплексов на основании экспериментальных данных построены диаграммы Джоба (рис. 2, б). Установлено, что бисопролол с 2-ГП-β-ЦД формирует комплекс со стехиометрией 1 : 1, метопролол и атенолол — 2 : 1.
Рис. 2. Результаты УФ-спектрометрического исследования: а — УФ-спектры свободного бисопролола (2) и в комплексе с 2-ГП-β-ЦД (1); б — диаграмма Джоба
По результатам электрофоретического эксперимента установлено, что внесение 2-ГП-β-ЦД в фоновый электролит приводит к изменению времен миграции бисопролола, что косвенно свидетельствует об образовании комплекса. На основании полученных данных строили изотермы связывания «вещество-макроцикл» и рассчитали константу устойчивости комплексов К1 (рис. 3), которая составила 258,4.
Рис. 3. Зависимость в координатах 1/(μi – μf) от 1/[CD] для определения константы связывания
Выводы. В работе проведено изучение комплексообразования трех β-адреноблокаторов с 2-гидроксипропил-β-циклодекстрином двумя методами. Установлена стехиометрия образуемых комплексов 1 : 1 (для бисопролола) и 2 : 1 (для метопролола и атенолола). Для комплекса 1 : 1 рассчитана константа связывания методом аффинного капиллярного электрофореза.
Об авторах
Ксения Игоревна Гладкова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Автор, ответственный за переписку.
Email: gksenya02g06@mail.ru
студентка, группа 4401-040501D, химический факультет
Россия, СамараСписок литературы
- Xiao Z., Zhang Y., Niu Y., et al. Cyclodextrins as carriers for volatile aroma compounds // Carbohydr Polym. 2021. Vol. 269. ID 118292. doi: 10.1016/j.carbpol.2021.118292
- Sarabia-Vallejo Á., Caja M.D.M., Olives A.I., et al. Cyclodextrin inclusion complexes for improved drug bioavailability and activity: synthetic and analytical aspects // Pharmaceutics. 2023. Vol. 15, N 9. ID 2345. doi: 10.3390/pharmaceutics15092345
- Cyclodextrin fundamentals, reactitity and analysis / S. Fourmentin, G. Crini, E. Lichtfouse, editors. Springer International Publishing, 2018. P. 1–55. doi: 10.1007/978-3-319-76159-6
- Han P., Zhong Y., An N., et al. Preparation, characterization, and molecular modeling of sesamol/bcyclodextrin derivatives inclusion complexes // J Mol Liq. 2021. Vol. 339. ID 116790. doi: 10.1016/j.molliq.2021.116790
- Malakzadeh S., Alizadeh N. Spectroscopic study and antioxidant activity of the inclusion complexes of cyclodextrins and amlodipine besylate drug // J Incl Phenom Macrocycl Chem. 2018. Vol. 90. Р. 89–98. doi: 10.1007/s10847-017-0768-7
- Сурсякова В.В., Левданский В.А., Рубайло А.И. Определение констант устойчивости комплексов эфирных производных бетулина с β-циклодекстрином методом аффинного капиллярного электрофореза // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2020. Т. 13, № 4. С. 534–541. EDN: KNLNKP doi: 10.17516/1998-2836-0203
Дополнительные файлы
