專利名稱：一種熱分析判定固態(tài)β-環(huán)糊精包合物中主客體摩爾比的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用熱分析法判定固態(tài)β-環(huán)糊精(β-⑶)包合物中β-環(huán)糊精主體與被包合 客體(GUEST)摩爾比(ne_m/n(;UEST)的方法，涉及到以β-環(huán)糊精為分子微膠囊壁材包合液 態(tài)客體分子并干燥后結(jié)晶成固態(tài)包合物晶體，后通過熱重分析方法判定其主客體摩爾比范 圍，屬于環(huán)糊精技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)糊精(⑶)是一類由D-吡喃型葡萄糖作為單元，通過α _ (1 — 4) _糖苷鍵連 接而成的一類環(huán)狀低聚糖。由7個葡萄糖單元組成的環(huán)糊精是環(huán)糊精中最為常見的 一種，也是目前世界上產(chǎn)量最大且應(yīng)用最多的環(huán)糊精品種。由于其內(nèi)疏水外親水的筒狀結(jié) 構(gòu)決定了它具有分子膠囊的特性，而被用于包埋一些穩(wěn)定性差、溶解度低、有異味的有機物 質(zhì)。環(huán)糊精包合技術(shù)已在醫(yī)藥、食品、環(huán)保、日化等領(lǐng)域取得了一定的研究成果。由于環(huán)糊精包合技術(shù)的重要性，則包合過程中的一些重要的影響因素，如溫度、時 間、ΡΗ、投料比等都受到了極度的重視。而其中投料比直接決定了原料的利用率，是所有因 素中的重中之重。而究其根本，投料比取決于微觀的環(huán)糊精包合物中環(huán)糊精主體和被包埋 客體的主客體摩爾比。因此可見檢測主客體摩爾比的重要性。現(xiàn)有的檢測主客體摩爾比的技術(shù)主要有核磁共振法(NMR)和X-射線衍射法 (XRD)0這兩種方法可以從微觀角度準(zhǔn)確的測定摩爾比，但也存在著檢測成本高、圖譜分析 復(fù)雜等缺點。而本方法的發(fā)明，從宏觀角度出發(fā)，極大的削減了實驗成本，降低了圖譜解析 的難度，部分替代了傳統(tǒng)的方法，適用于多數(shù)環(huán)糊精包合物摩爾比的測定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種判定環(huán)糊精包合物摩爾比的方法，它所針對的環(huán)糊精 主要為β-環(huán)糊精，而適用于該方法的客體分子的要求如下(1)常溫下為液態(tài)或煅燒無灰 分物質(zhì)產(chǎn)生的固態(tài)樣品；(2)所測客體分子量應(yīng)大于3個水分子的分子量之和，即Motest > 54Da (現(xiàn)有文獻(xiàn)報道的客體分子量都遠(yuǎn)高于此數(shù)值)。該方法從宏觀角度通過熱分析確定 主客體摩爾比的范圍，不僅分析簡便，結(jié)果準(zhǔn)確，而且部分取代NMR，XRD等現(xiàn)有的昂貴且高 能耗的復(fù)雜檢測方法，大大的節(jié)約了檢測成本，適用于某些特定樣品的快速檢測。為實現(xiàn)本方法的目的，本發(fā)明公開的技術(shù)方案一種熱分析判定β-環(huán)糊精β-CD 包合物中β-環(huán)糊精主體與被包合客體GUEST摩爾比Ii0, AIotest的方法，直接利用熱重分 析法，從環(huán)糊精晶體中的無結(jié)合水的環(huán)糊精和灰分含量著手，排除結(jié)晶水的影響， 進(jìn)而計算出環(huán)糊精主體與客體分子的質(zhì)量比，最終根據(jù)已有的摩爾質(zhì)量參數(shù)M0,和 Mguest推算主客體微觀摩爾比；包括如下步驟
(1)制備β-環(huán)糊精包合物采用成熟的飽和溶液法制備β-環(huán)糊精包合物在已知濃 度的過飽和β-環(huán)糊精溶液中加入過量客體物質(zhì)，在45-55°C下攪拌8h，制得β-環(huán)糊精包合物，后取出在4°C溫度下，靜置、沉淀、過濾，濾渣真空冷凍干燥24h，接著將干燥好的固體 粉末置于布氏漏斗中用正己烷洗滌以除去表面吸附的多余的客體分子，反復(fù)潤洗3次直到 最終濾液中檢測不到客體分子，后將所得濾渣再次進(jìn)行真空冷凍干燥24h，最終所得固體粉 末達(dá)到核磁共振法(NMR)和X-射線衍射法(XRD)的檢測標(biāo)準(zhǔn)。將干燥所得的無水固體粉末立即置于裝有LiCl的飽和鹽溶液的干燥器中靜置 8d，保持干燥器內(nèi)的水分活度Aw為11%。根據(jù)已有研究顯示在此水分環(huán)境下單個β-環(huán)糊 精分子疏水空腔中含3個結(jié)晶水分子，所得包合物晶體用于下步熱重分析；
(2)熱重分析迅速從干燥器中取出5-10mg的包合物晶體mQ，立即裝入TGA的坩堝中， 加熱程序設(shè)定為初始溫度25°C，升溫速率20°C /min，終點溫度800°C ；所得熱重分析譜圖 中有兩個明顯的梯度，代表了三組物質(zhì)的質(zhì)量i結(jié)晶水和客體％UEST的總重Hi1，即Hi1 = mCEff+mGUEST, ii無結(jié)合水β -環(huán)糊精質(zhì)量m2及iii灰分質(zhì)量m3 ；
同時用步驟(1)相同條件處理的不加客體的環(huán)糊精晶體空白樣m/進(jìn)行熱重分 析，同樣得出兩個梯度，三組物質(zhì)質(zhì)量i水分質(zhì)量m/， 無結(jié)合水β-環(huán)糊精質(zhì)量m2'及 iii灰分質(zhì)量；
(3)換算步驟(2)中兩組實驗中相關(guān)組分的比例后，用包合物質(zhì)量減去具有相同無結(jié)合 水環(huán)糊精含量的環(huán)糊精質(zhì)量，所得的差值即為客體分子與置換出的空腔中水分子的質(zhì) 量之差；根據(jù)這一結(jié)果可推算出hj Aicuest的范圍有兩種ne_m /nGUEST ^ 1 (可計算出準(zhǔn) 確比值)和Iif^11 AIotest > 1 (只可確定范圍)。上述Il0,表示包合物中β -環(huán)糊精摩爾數(shù)，nGUEST表示包合物中客體摩爾數(shù)。具體計算公式如下
權(quán)利要求
1. 一種熱分析判定β-環(huán)糊精⑶包合物中β-環(huán)糊精主體與被包合客體GUEST摩 爾比A^uest的方法，其特征在于直接利用熱重分析法，從β-環(huán)糊精晶體中的無結(jié)合 水的β-環(huán)糊精和灰分含量著手，排除結(jié)晶水的影響，進(jìn)而計算出β-環(huán)糊精主體與客體分 子的質(zhì)量比，最終根據(jù)已有的摩爾質(zhì)量參數(shù)算主客體微觀摩爾比；步驟為 (ι)制備β-環(huán)糊精包合物采用成熟的飽和溶液法制備β-環(huán)糊精包合物在已知濃 度的過飽和β-環(huán)糊精溶液中加入過量客體物質(zhì)，在45-55°C下攪拌他，制得β-環(huán)糊精包 合物，后取出在4°C溫度下，靜置、沉淀、過濾，濾渣真空冷凍干燥Mh，接著將干燥好的固體 粉末置于布氏漏斗中用正己烷洗滌以除去表面吸附的多余的客體分子，反復(fù)潤洗3次直到 最終濾液中檢測不到客體分子，后將所得濾渣再次進(jìn)行真空冷凍干燥Mh，最終所得固體粉 末達(dá)到核磁共振法NMR和X-射線衍射法XRD的檢測標(biāo)準(zhǔn)；將干燥所得的無水固體粉末立即置于裝有LiCl的飽和鹽溶液的干燥器中靜置8d，保 持干燥器內(nèi)空氣的水分活度Aw為11%;根據(jù)已有研究顯示在此水分環(huán)境下單個β-環(huán)糊精 分子疏水空腔中含3個結(jié)晶水分子，所得包合物晶體用于下步熱重分析；(2)熱重分析迅速從干燥器中取出5-10mg的包合物晶體mQ，立即裝入TGA的坩堝中， 加熱程序設(shè)定為初始溫度25°C，升溫速率20°C /min，終點溫度800°C ；所得熱重分析譜圖 中有兩個明顯的梯度，代表了三組物質(zhì)的質(zhì)量i結(jié)晶水Hlaiw和客體?。。、敲蟮目傊豀l1，即Hl1 = mCEff+mGUEST, ii無結(jié)合水β -環(huán)糊精質(zhì)量m2及iii灰分質(zhì)量m3 ；同時用步驟(1)相同條件處理的不加客體的環(huán)糊精晶體空白樣m/進(jìn)行熱重分 析，同樣得出兩個梯度，三組物質(zhì)質(zhì)量i水分質(zhì)量m/， 無結(jié)合水β-環(huán)糊精質(zhì)量m2'及 iii灰分質(zhì)量m3'；(3)換算步驟(2)中兩組實驗中相關(guān)組分的比例后，用包合物質(zhì)量減去具有相同無結(jié)合 水環(huán)糊精含量的環(huán)糊精質(zhì)量，所得的差值即為客體分子與置換出的空腔中水分子的質(zhì) 量之差；根據(jù)這一結(jié)果可推算出Aicuest的范圍有兩種ne_m AIotest彡1，可計算出準(zhǔn)確 比值；和/nGUEST > 1，只可確定范圍；上述ne_。D表示包合物中β -環(huán)糊精摩爾數(shù)，nGUEST表示包合物中客體摩爾數(shù)； 計算公式如下當(dāng)滿足以上條件時，ne_m /nGUEST=l/n，其中η為任意匹配自然數(shù)；
全文摘要
一種熱分析判定固態(tài)β-環(huán)糊精包合物中主客體摩爾比的方法，屬于環(huán)糊精技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用熱重分析法(TGA)部分替代傳統(tǒng)測定固態(tài)包合物的核磁共振法(NMR)和X-射線衍射法(XRD)等昂貴且高能耗的復(fù)雜檢測方法，從宏觀角度測算主客體質(zhì)量比，進(jìn)而進(jìn)一步推算出主客體間的摩爾比范圍。利用本方法可以準(zhǔn)確判定β-環(huán)糊精包合物中主客體摩爾比所屬的兩種范圍nβ-CD/nGUEST≤1(可計算出準(zhǔn)確比值)和nβ-CD/nGUEST＞1(只可確定范圍)。本發(fā)明特點鮮明方便(無須定量取樣)、快捷(分析譜圖，計算)、檢測成本低、準(zhǔn)確度較高，可應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、食品等領(lǐng)域中固態(tài)β-環(huán)糊精包合物的分析檢測。
文檔編號G01N5/04GK102095660SQ20101058045
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者徐學(xué)明, 柏玉香, 田耀旗, 謝正軍, 金征宇 申請人:江南大學(xué)