超分子环糊精精美生物医学
环糊精在模拟酶研究中的应用
环糊精在模拟酶中的应用和发展摘要：环糊精是一种优良的模拟酶母体，在模拟酶的研究中占有重要地位，本文对模拟酶的性质进一步的认识和了解，对环糊精在模拟酶的应用和发展作详细的阐述，展望环糊精发展的前景。
关键词：酶模拟酶环糊精主客体应用一模拟酶的认识1 酶的认识酶是一种蛋白质，广泛存在于生物体中，而且扮演着重要的角色，尤其在生物催化方面，它高度的专一性和高效率的催化对生物的各种生理调节起关键作用，由于催化效率高，有许多科学希望能够从生物体提取这些物质，但是随着时间的推移，科学家发现提取这些的难度非常大，而且成功率比较低，于是科学家转移研究方向，寻找酶有相似功效的模拟酶。
2 模拟酶定义和性质模拟酶的研究就是从酶中挑选出那些起主导作用的因素来设计并合成一些能表现出生物功能的，比天然酶简单得多的非蛋白分子,，以它们作为模型来模拟酶对底物的结合及催化过程, 进一步找出控制生化过程的重要因素, 追寻酶的高效、专一这些特异性的根源, 发展新的非生物催化剂—模拟酶（mimed enzyme）。
如果要设计一种模拟酶，那么我们主要是模拟酶的那些性质呢？我觉得主要模拟以下性质：1、高度的专一性，酶只作用一种底物, 只催化一种反应，在酶催化反应中, 利用酶的强疏水场、不对称场、静电场、氢键、范德华力及色散力, 通过诱导锲合作用对底物进行全方位的识别[1]。
2、酶反应的高效率，在于首先与底物结合成不稳定的中间复合物, 具有低活化能, 可用下式表示[2]：E(酶)+S（底物）ES E+P（产物），此结合是特异地进行的, 可用图1表示：图1 酶结合底物分子示意图3、主一客体现象，从酶结合底物这点出发, 研究结合特异性、结合驱动力和结合强度, 发展了一门主一客体化学, 可用图2表示：图2 主一客体作用示意图总的来说，主一客体现象存在于有机、无机、生物体反应、物质输送及亲和层析等领域中。
酶反应的特异结合（主一客体识别）和其后的高选择反应, 吸引人们探索如何模拟生物体反应, 再现酶催化功能, 即模拟酶研究, 这是近年来发展起来的仿生化学的重要部分。
基于环糊精的功能性有机超分子凝胶新体系研究
基于环糊精的功能性有机超分子凝胶新体系研究一、本文概述在化学和材料科学领域，超分子凝胶作为一种具有高度组织化和自组装特性的软物质，近年来已引起广泛关注。
其独特的结构和性质使得超分子凝胶在药物传递、组织工程、传感器和智能材料等领域具有广泛的应用前景。
特别是，基于环糊精（Cyclodextrin, CD）的功能性有机超分子凝胶，因其独特的包合能力和分子识别特性，成为研究热点之一。
环糊精是一类由多个葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低转化产物，具有空腔结构和外部亲水性表面。
这种结构特点使得环糊精能够包合多种客体分子，形成稳定的超分子结构。
基于环糊精的功能性有机超分子凝胶，通过引入适当的交联剂或功能基团，可以实现凝胶的可控自组装和对外界刺激的响应性。
本文旨在研究基于环糊精的功能性有机超分子凝胶的新体系，包括凝胶的制备、性能表征以及潜在应用等方面。
通过探讨不同环糊精类型、交联剂种类以及外界刺激对凝胶结构和性能的影响，本文旨在揭示基于环糊精的功能性有机超分子凝胶的构效关系，为其在实际应用中的优化和设计提供理论指导。
具体而言，本文将从以下几个方面展开研究：介绍环糊精的结构特点和性质，以及基于环糊精的功能性有机超分子凝胶的研究背景和意义；详细阐述基于环糊精的功能性有机超分子凝胶的制备方法，包括原料选择、反应条件优化等方面；接着，通过一系列实验手段，对凝胶的结构、形貌、稳定性等性能进行表征和分析；探讨基于环糊精的功能性有机超分子凝胶在药物传递、组织工程、传感器等领域的应用潜力，并展望其未来的发展方向。
通过本文的研究，旨在推动基于环糊精的功能性有机超分子凝胶体系的发展，为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、环糊精的结构与性质环糊精（Cyclodextrins，简称CDs）是一类由多个葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低转化度淀粉衍生物。
根据葡萄糖单元的数量，环糊精可分为α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精等，其中β-环糊精（β-CD）因其独特的结构和性质，在超分子凝胶体系中的应用最为广泛。
环糊精包合物超分子材料的制备及应用研究进展
环糊精包合物超分子材料的制备及应用研究进展2.山东中烟工业有限责任公司，济南 250100)摘要：环糊精是一类具有良好的水溶性、生物相容性的大环分子，其具有独特的中空截锥结构以及“内疏水、外亲水”的性质，能够通过主客体相互作用与各种有机、无机、生物分子结合形成包合物。
环糊精作为一种优良的载体材料，在化学、医学、生物学相关领域倍受关注。
本文对环糊精及其包合物材料的制备及在不应用进行了综述，并对其发展前景作出了进一步展望。
关键词：环糊精；包合；主客体相互作用；氢键；超分子中图分类号：TS202 文献标识码：AProgress in the preparation and application of cyclodextrins inclusion supramolecular materialsZHANG Chunxiao1, YU Hongxiao2, ZHANG Donghai2, YUE Yong2, ZHANG Kaiqiang1,(1. National Engineering Research Center for Colloidal Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan, 250100, China;2. The China Tobacco Shandong Industrial Co., Ltd., Jinan, 250100, China)Abstract:Cyclodextrins are a class of macrocyclic molecules with good water solubility and biocompatibility. With their unique hollow truncated conical structure and "inner hydrophobic and outerhydrophilic" properties, they can form inclusion complexes withvarious organic, inorganic or biological molecules through host-guest interactions. As an excellent carrier material, cyclodextrins are of great interest in fields related to chemistry, medicine and biology. Herein,,the preparation and in application of cyclodextrins inclusion materials are reviewed, and further outlooks on their development prospects are given.Key words: cyclodextrin; inclusion; host-guest interaction; hydrogen bonding; supramolecule1 环糊精简介1.1环糊精结构与性质环糊精（CD）是由环糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉而产生的一系列环状低聚糖，它们由通过α-1,4糖苷键连接的D-吡喃葡萄糖单元组成[1-3]。
环糊精与卟啉键合的新型超分子
环糊精与卟啉键合的新型超分子摘要：综述了环糊精与卟啉键合的新型超分子的合成及其在模拟酶催化、光电子转移、构筑多卟啉组合体等方面的应用，这对于深入了解酶催化反应、光合作用等生物过程具有重要意义。
关键词：环糊精；卟啉；超分子1新型模拟酶体系天然酶在催化反应时具有高效、专一以及反应条件温和等优点。
若能合成出既可识别底物又具有酶活性部位催化基团的主体分子，同时底物能与主体分子发生多种分子相互作用，就能有效地模拟酶分子的催化过程。
为了提高模拟酶体系的选择性，及深入了解酶催化的机理，化学家设计并合成了多种超分子模型，以借助超分子“Host-Guest”的分子识别作用提高选择性。
环糊精．卟啉超分子就是其中之一，卟啉和环糊精单元可分别作为人工辅酶或活性位点和脱辅基酶或结合位点。
按照这种设计思路，人们己合成了多种环糊精．卟啉模拟酶模型。
KurodaL利用带有两个苯甲醛基团的环糊精衍生物与吡咯的缩合反应合成了具有夹心结构的2CD－卟啉及其亚铁配合物，用以模拟加氧酶，两个环糊精分别位于卟啉环的两面。
用这种带有疏水空腔的水溶性金属卟啉催化烯烃的环氧化反应，以亚碘酰苯为氧化剂，环氧化环己烯的产率可达到55％。
卟啉活性位点上方的环糊精疏水空腔不仅影响底物的反应性，而且影响反应的路径。
通过夹心环糊精-卟啉活化分子氧而产生的单线态氧氧化亚油酸，表现出一定的位置选择性和立体选择性，尽管结果还不够完美，但这一结果为反应控制单线态氧提供了可能性。
Werer发现七－(2，6．全甲基化)－β－环糊精与四苯基Fe(Ⅲ)卟啉和四苯基Mn(Ⅲ)卟啉键合形成的环糊精-卟啉超分子体系，可以催化(S)．(-)．A-蒎烯和®－(+)a－蒎烯组成的外消旋体的对映选择光氧化(O2)，最高ee值可达到67％。
Breslow最早提出了人工酶(Artificial enzyme)和“仿生化学”(Biomimetic chemistry)的概念，并在环糊精－卟啉模拟酶的催化氧化研究方面做了很多工作，合成了多个环糊精．卟啉分子，用以模拟细胞色素P－450，在反应中，卟啉的中心金属首先从氧化剂(例如亚碘酰苯)接受氧原子，再把氧原子传递给被包结的反应底物，发生氧化反应。
环糊精 低共熔聚合物
环糊精低共熔聚合物
环糊精（Cyclodextrin）是一种由淀粉通过酶法环化而成的环状低聚糖，具有优良的包裹、包埋和释放功能，能够增强药物的稳定性，提高利用率，降低副作用。
环糊精的分子结构是环状的，内部存在多个空腔结构，能够与某些特定分子或离子结合，形成稳定的超分子体系。
低共熔聚合物是一种超分子聚合物，其制备原料中含有环糊精和有机酸等成分。
这种聚合物的特点是富含氢键网络，具有较高的粘性和流动性，可加工性强。
在室温条件下，低共熔超分子聚合物能拉出直径微米到毫米级的细丝。
此外，在加热条件下，低共熔超分子聚合物能均匀涂布在流变仪基底上，被热压30秒后，随着转子的升高，能拉出一层薄膜。
对于环糊精和低共熔聚合物的更深入的研究表明，甲基化的环糊精无法与有机酸形成超分子聚合物，主要原因是甲基化的环糊精上的羟基被甲基取代，无法与有机酸形成氢键。
而α-、β-、γ-环糊精拥有丰富的羟基，能与含有羧基的有机酸形成氢键网络。
这表明超分子聚合物主要通过氢键相互作用组成形成。
环糊精在生物医学中的应用研究
环糊精在生物医学中的应用研究环糊精，是一种外观为白色结晶粉末的化学物质，其分子结构非常特殊，由多个葡萄糖单位环，通过键合作用构成一个空心球状空间。
这种空心球状空间可以容纳小分子物质进入其中，形成一种可以稳定保存的复合体，因此在生物医学领域中，环糊精也有着广泛的应用。
本文将从多个方面探讨环糊精在生物医学中的应用研究。
一、环糊精作为药物的载体目前，药物治疗依然是最主要的治疗手段之一。
但是，许多药物具有低生物利用度、易渗透和高腐解性等缺点，这使得药物的治疗效果大打折扣。
为了解决这一问题，研究人员开始考虑如何将药物包裹在稳定的载体中进行输送。
环糊精作为一种天然的高分子化合物，空心的结构使其具有较大的空间和高度的化学稳定性，成为了一个很好的药物载体。
一项研究表明，用结晶的环糊精冻干粉剂来制备药物，可以将功效性低的药物轻松包裹在其中，并提高其生物利用率。
此外，环糊精微粒的非极性性质也会增强药物的渗透性，从而有助于药物的吸收。
因此，环糊精作为药物的载体，在药物输送方面具有广泛的应用前景。
二、环糊精在化学分析中的应用环糊精不仅可以作为药物的载体，还可以作为化学分析试剂。
环糊精带有碳酸氢盐的性质，可以与其他化学分子形成复合物，并且根据其外部形状、结构和化学性质等来分析化学成分。
因此，在分析测定药物、食品添加剂和环境污染物等方面也有着广泛的应用。
以检测环境污染为例，环糊精可以将污染物与某些化学物质的专有空间置于一起，使其具有很高的分离度、选择性和敏感性。
研究人员们可以根据这个复合物的初始重量和分离后的质量，计算出污染物的含量，从而实现对环境污染物的检测。
三、环糊精在细胞生物学中的应用在细胞生物学领域，环糊精还有着更为广泛的应用前景。
在分子生物学和基因治疗中，环糊精可以加强基因的传递，从而提高基因治疗的疗效。
在细胞试验中，环糊精也可以促进细胞内代谢产物的生成，从而有效地促进细胞功能的改善。
一项研究表明，将环糊精注入胰岛素样生长因子-1（IGF-1）突变的转基因小鼠体内，能够显著利用外源性因子，补充变异IGF-1产生的缺陷，从而提高其正常生长的能力。
三种环糊精分子量
三种环糊精分子量介绍环糊精是一种由葡萄糖分子构成的环状分子，它具有良好的包结能力和选择性。
环糊精可以与一些有机分子形成包合物，从而改变它们的性质。
环糊精的分子量对其包结能力和应用领域有着重要影响。
本文将深入探讨三种不同分子量的环糊精及其在化学、医药和食品领域的应用。
一、低分子量环糊精1.1 特性低分子量环糊精是指分子量较小的环糊精，通常在1000-3000之间。
由于分子量较小，低分子量环糊精具有较高的溶解性和稳定性，能够更好地与各种有机分子相互作用。
此外，低分子量环糊精还具有较高的包结能力和选择性。
1.2 应用低分子量环糊精在化学领域有着广泛的应用。
它可以用作催化剂的载体，用于催化有机反应。
此外，低分子量环糊精还可以用于有机合成中的分离和纯化过程，提高产物的纯度和收率。
在医药领域，低分子量环糊精可以用作药物的辅助剂，改善药物的溶解度和稳定性。
它可以增加药物在体内的生物利用度，提高药效。
此外，低分子量环糊精还可以用于药物的控释系统，延长药物的作用时间。
在食品领域，低分子量环糊精被广泛应用于食品添加剂。
它可以改善食品的质地和口感，增加食品的稳定性和保存期限。
此外，低分子量环糊精还可以用于食品中有害物质的去除，提高食品的安全性。
二、中分子量环糊精2.1 特性中分子量环糊精是指分子量介于3000-6000之间的环糊精。
与低分子量环糊精相比，中分子量环糊精具有更高的稳定性和更大的包结能力。
它可以与更大的有机分子相互作用，形成更稳定的包合物。
2.2 应用中分子量环糊精在化学领域的应用与低分子量环糊精类似，但由于其较大的包结能力，中分子量环糊精更适用于较大分子的包结和分离。
在医药领域，中分子量环糊精可以用作药物的控释系统，延长药物的作用时间。
它还可以用于药物的缓释和靶向输送，提高药物的疗效和减少副作用。
在食品领域，中分子量环糊精被广泛应用于食品的保鲜和防腐。
它可以包结食品中的有害物质，延长食品的保存期限。
此外，中分子量环糊精还可以用于食品中的香味增强和口感改善。
超分子环糊精的研究新进展
Ｃｈ ｍ ｉｔｙ ＆ Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅｒ ｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｉｅ ｉ ｎ
综逮毫 论一
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ６ ２ ５ ２ ． ０ ２ ０ ． ０ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ ～ ４ ５ ２ １ ． １ ０ １
１ 分 子 识 别 作 用
１ １ 分 子 的 识 别 机 制 ．
分 子识 别 是指 主体 （ 体 ） 客体 （ 物 ） 受 对 底 选择 性结 合并 产 生某 种 特定 功 能 的 过 程 ， 们 不 是 靠传 统 的共 它 价键 力 ， 是通 过分 子 间作 用 力 （ 范德 华 力 、 而 如 疏水 作 用 力和 氢键 等 弱 作 用 力 ） 的协 同作 用 ＿ 。客 体 分 子 的 ３ ］ 极性 大 小 、 电离 状态 、 性立 体结 构 等都 能体 现环 糊精 手
分 子 环 糊 精 在 分子 识 别 、 子 自组 装 和模 拟 生 物 酶 等 方 面 的研 究进 展 ， 望 了超 分 子 环 糊 精 的 发展 趋 势 。 分 展 关键词 ： 分子环糊精 ； 子识别 ； 超 分 自组 装 ； 拟 生 物 酶 模
中 图 分 类 号 ： Ｑ １ ． Ｔ ３４２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ５ ２ （ ０ ２ ０ 一Ｏ Ｑ 一０ １７— ４５２１）１ ＯＩ ６
子 （Ｉ 强 ； １） 主体分 子 （ Ｉ 对 甾族 化 合 物表 现 出强 的分 Ｉ） Ｉ
近 二十 年来 ， 分 子 化 学 得 到 了长 足 的发 展 。环 糊 精 超 （ Ｄ） Ｃ 是一 种 由 Ｄ 型 吡 喃 葡 萄糖 通 过 ａ１ ４糖 苷键 首 一，
尾 相连 而成 的环状 糖 ， 有 疏水 的空 腔 和亲水 的表 面 ， 具
环糊精及其衍生物--超分子化学的重要载体
环糊精及其衍生物--超分子化学的重要载体环糊精由芽孢杆菌属的某些种产生的葡萄糖的葡萄糖基转移酶作用于淀粉而生成的一类环状低聚糖，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。
其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α、β、γ-环糊精。
环糊精由德国科学家Villiers在1891年首次发现，并于1935年由Freudenberg和French表征了结构。
环糊精是一个环外亲水、环内疏水且有一定尺寸的立体手性空腔体。
由于其分子结构的特殊性，使其无论在理论研究还是应用中都有特殊作用，当1978年日本科学家发明酶法生产法，将淀粉直接转化为环糊精后，环糊精及其衍生物正式进入工业应用阶段。
并且在医药，食品工业，环境保护，生物医学，电化学等方面发展迅速。
目前，工业上使用最多的是β环糊精。
环糊精的结构与性质根据X-射线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)- 吡喃葡萄糖都是椅式构象。
各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环。
由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。
其中，环糊精的伯羟基围成了锥形的小口，而其仲羟基围成了锥形的大口。
环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空腔结构中，外侧上端（较大开口端）由C2和C3的仲羟基构成，下端（较小开口端）由C6的伯羟基构成，具有亲水性，而空腔内由于受到C-H键的屏蔽作用形成了疏水区。
它既无还原端也无非还原端，没有还原性；在碱性介质中很稳定，但强酸可以使之裂解；只能被α- 淀粉酶水解而不能被β- 淀粉酶水解，对酸及一般淀粉酶的耐受性比直链淀粉强；在水溶液及醇水溶液中，能很好地结晶；无一定熔点，加热到约200℃开始分解，有较好的热稳定性；无吸湿性，但容易形成各种稳定的水合物；它的疏水性空腔内可嵌入各种有机化合物，形成包接复合物，并改变被包络物的物理和化学性质；可以在环糊精分子上交链许多官能团或将环糊精交链于聚合物上，进行化学改性或者以环糊精为单体进行聚合。
超分子化学在分子识别中的应用
超分子化学在分子识别中的应用随着化学技术的不断进步，分子识别技术也得到了快速的发展。
分子识别技术是指利用能够选择性地识别目标分子的化合物，从混合物中选择性地分离出目标分子的一种技术。
分子识别技术是现代化学研究领域中最活跃和最具前景的领域之一。
而超分子化学则是分子识别技术的重要组成部分，并且在分子识别中有着非常重要的应用。
超分子化学是一门研究分子间相互作用和结构的新兴科学。
它以分子间相互作用为主要研究对象，涉及到化学、物理、生物学等多个学科。
超分子化学的一个重要目标就是设计和合成人工分子，这些分子可以在分子水平上对目标分子进行选择性识别和特异性作用。
这些人工分子分为两类：一类是利用化学反应合成的新的有机或无机材料；另一类是自组装而成的分子聚集体。
这两类人工分子都可以用于分子识别。
超分子化学在分子识别中的应用非常广泛，通常采用分子识别剂与目标分子之间的相互作用来实现对目标分子的选择性识别。
分子识别剂是一种特殊的酶，它可以只识别某一种分子而将其从众多其他分子中分离出来。
分子识别剂具有高度选择性、高效率和重复性，可以被用于高分子合成、化学传感、分离纯化等方面。
超分子化学常用的分子识别剂主要包括石油醚、环糊精、葡萄糖团、蛋白质、核酸等。
其中，环糊精是一种常用的分子识别剂，具有选择性识别分子的能力。
环糊精可以将分子分离出来，同时还可以用作药物、食品添加剂等方面。
在分子筛领域，超分子化学技术也得到了广泛的应用。
分子筛是一种化合物，它具有多孔性，通过筛选分子尺寸和几何形状，可以分离出特定的目标分子。
而超分子化学技术则可以制备出更加高效、选择性和灵敏的分子筛，并且可以用于分离分子、化学传感等方面。
在生物医学领域，超分子化学技术也有着广泛应用。
例如，超分子化学可以用于制备高效的药物载体，将药物精确地输送到目标细胞，并且在目标细胞内进行释放。
这种药物输送系统可以减少药物副作用，提高药物的治疗效果。
除此之外，超分子化学还可以用于分离混合物、合成高分子材料、催化反应等方面，具有非常广阔的应用前景。
环糊精包合物超分子体系的制备与表征研究进展
动物医学进展,021 ,42(3)=6-101Progress in Veterinary Medicine环糊精包合物超分子体系的制备与表征研究进展姜兴粲，李冰，张继瑜o（农业农村部兽用药物创制重点实验室/甘肃省新兽药工程重点实验室/中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，甘肃兰州730050）摘要：环糊精包合物超分子体系是将一种分子包嵌于环糊精（CD ）分子空穴结构中形成的包合体，具有空穴结构的包合分子称为主体分子，被包嵌的分子称为客体分子，由于其无毒、高生物降解性等优点，在食 品、化妆品和药品领域应用广泛。
天然环糊精通常被分为a 、和7-CD ,环糊精及其衍生物作为一种药物制 剂的中间体，主要用于增加溶解度、提高稳定性、液体药物固体化、降低刺激性和提高生物利用度等，是一种热门的新制剂技术。
论文对包合物超分子体系的制备与表征研究进行综述，旨在为新制剂的开发提供参考.关键词:包合物；制备；表征中图分类号:S859.5；S859.1环糊精（cyclodextrin, CD ）是由D -吡喃葡萄糖 单元通过a-1,4键连接形成的环状低聚糖，它们有 一个疏水的中心空腔和一个亲水性的外表面，可以 封装各种无机/有机分子，形成主客体包合物，常作文献标识码文章编号=007-5038（2021）03-0096-06为增溶剂、渗透剂，将药物分子包合使药物的物理化学性质（例如溶解度、溶出速率、稳定性和生物利用 度）得到改善[-2],显示出巨大的配方开发潜力。
环糊精包合物制剂的表征方法主要有粉末X收稿日期=2020-03-16基金项目："十二五”国家科技支撑计划项目（2015BAD1 101）；国家现代农业产业技术体系专项项目（CA R-37）作者简介：姜兴粲（1994 —），男，山东菏泽人，硕士研究生，主要从事兽医药理学与毒理学研究.o 通讯作者※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来 ※来Progress on Pathogenetic Mechanism of Porcine DeltacoronavirusJIANG Shan 1, ,LI Xiu-li 1'2 ,ZHANG Li 1, ,WANG Li-li 1'2 ,LI Fu-qian g 1'2 ,LU Chao 1，2 ,ZHENG Li 12 , YAN Ming-hua 12(1.Tianjin. Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science , Tianjin ,300381, China ；2.Tianjin. Scientific Observation Experiment Station for Veterinary Medicine and Diagnosis Technology ,Ministry of Agriculture and Rural Affairs , Tianjin ,00381 »China )Abstract ：Porcinedeltacoronavirus (PDCoV )isoneofthemajorentericpathogeniccoronavirusesthatcausediarrheainpigs.Atpresent ，thepathogenetic mechanismsofPDCoV mainlyfocusonenteringintohostce l s ，escaping innate immune response of host ce l s ， inducing hostce l apoptosis ，and other molecular mechanisms that, affect. PDCoV replicat.ion.To date ,little is known regarding its pathogenetic mechanism , andthereisnoe f ectivevaccineordrughasyetbeenapprovedforthepreventionorthetreatmentofPD-CoVinfection.Furtherstudyonthe molecular mechanismsabove ，understandingthestructureofPDCoV encodedproteinsandtheir multiple molecular mechanismsthata f ectPDCoV replication ，andexploringmiRNA and miRNA-related molecular mechanisms that, affect. PDCoV replication might, provide significant.theoreticalbasisforfurtherunderstandingofthepathogeneticmechanism ofPDCoVaswe l asthedevel- opmentofe f ectivevaccinesanddrugsforthepreventionandthetreatmentofPDCoVinfectioninthefu-ture.Additiona l y ，thecomparativestudyofthegenaralandspecificcharacteristicsofpathogenetic mecha- nismsamongdi f erentcoronaviruseswi l alsobeofvitalandprofoundsignificanceforthedevelopmentofantiviraldrugsorvaccinesofcoronaviruses.Key words : Porcine deltacoronavirus ； escaping innate immune response ； cell apoptosis ； cell entry姜兴粲等：环糊精包合物超分子体系的制备与表征研究进展97射线衍射技术、扫描电镜技术、核磁共振氢谱(1h NMR)技术和热分析技术。
壳聚糖 环糊精 氨基酸
壳聚糖环糊精氨基酸
壳聚糖、环糊精和氨基酸都是常见的生物材料，它们在医药、食品、化妆品等多个领域都有广泛的应用。
以下是它们各自的特点：
1. 壳聚糖：壳聚糖是一种天然高分子化合物，由甲壳素脱乙酰化得到。
它具有良好的生物相容性、生物可降解性和抗菌性能，因此在生物医学领域有广泛的应用，如药物载体、组织工程、伤口敷料等。
2. 环糊精：环糊精是一种由葡萄糖通过特定方式连接而成的环状低聚糖，由于其独特的环状结构，能够包合疏水性小分子形成超分子体系，因此被广泛应用于分子识别、手性分离、催化反应等领域。
在医药方面，环糊精常用于药物缓释、靶向给药、药物鉴别等。
3. 氨基酸：氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是含有氨基和羧基的一类有机化合物。
氨基酸在生物体内发挥着重要的生理功能，如参与蛋白质合成、能量代谢、神经传导等。
在医药领域，氨基酸常用于合成多肽药物、蛋白质药物等，同时也是人体必需的营养物质之一。
综上所述，壳聚糖、环糊精和氨基酸都是具有重要应用价值的生物材料，它们各自具有独特的性质和用途。
环糊精在医药中的应用
糊精定义淀粉在受到加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质，人们就把它叫做糊精。
-环糊精(简称β-CD)是一种新型的药物包合材料，具环状中空筒型、环外亲水、环内疏水的特殊结构和性质。
由于其特殊的空间结构和性质，能与许多物质、特别是脂溶性物质形成包合物，目前被广泛应用于医药业和食品业，环糊精的成分与作用：环糊精是环糊精转葡萄糖基酶（CGTase）作用于淀粉的产物，是由六个以上葡萄糖以α—1,4糖苷键连结的环状寡聚糖，其中最常见、研究最多的是α-环糊精（α-cyclodextrin）、β环糊精（β-cyclodextrin）、γ-环糊精（γ-cyclodextrin），分别由六个、七个和八个葡糖分子构成，是相对大和相对柔性的分子。
经X射线衍射和核磁共振研究，证明环糊精分子成锥柱状或圆锥状花环，有许多可旋转的键和羟基，内有一个空腔，表观外型类似于接导管的橡胶塞。
空腔内部排列着配糖氧桥原子，氧原子的非键电子对指向中心，使空腔内部具有很高的电子密度，表现出部分路易斯碱的性质。
分子构型为葡萄糖的C-1椅式构型，在它的圆筒内部有-CH-葡萄糖苷结合的O原子，故呈疏水性。
葡萄糖的2位和3位的-OH基在圆筒的一端开口处，6位的-OH基在圆筒的另一端开口处，所以圆筒的二端开口处都呈亲水性，这样，环糊精的筒形体的内部上层、中层、下层由不同的基团组成．环糊精的性质有点类似淀粉，可以贮存多年不变质。
在强碱性溶液中也可稳定存在，在酸性溶液中则部分水解成葡萄糖和非环麦芽糖。
由于环糊精没有还原性末端，总的来说，其反应活性是比较低的，只有少数的酶能是它明显水解。
环糊精在室温下的的溶解度从1.8-25.6克不等，水溶液具有旋光性。
环糊精的稳定性一般，200摄氏度左右时分解。
医药行业中糊精可作为药用糖的增稠剂和稳定剂也可作为片剂或冲剂的赋形剂和填充剂。
β—环状糊精及其应用一、性能与特点：倍他环糊精（β—环状糊精）是葡萄糖基转移酶作用于淀粉的产物，是白色结晶性粉末，是由7个葡萄糖单位经α-糖键连接成环形结构的糊精。
环糊精为基础的超分子生物材料的研究进展
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超分子化学,环糊精
2，环糊精在药物改性中的应用
CD无毒、无味、对人体无害，是最为合适的一种药物载体， 因此在药物改性 上应用较广。药物通过与CD形成包络物来 提高药物的溶解度和稳定性，以增强其,生物利用度，缓减药 物对胃肠的刺激，消除某些药物的异味。 （1）增加药物溶解度，提高药物的生物利用度。 某些药物如灰黄霉素 ， 安体舒通， 苯巴比妥， 4一联苯醋 酸等， 单独用药时， 由于其在水中溶解度小， 生物利用 度低， 但当它们和β—CD形成水溶性包络物时， 溶解度大 大提高。如4一联苯醋酸形成CD包络物后，其溶解度提高 4．2倍，溶解 速度提高18倍,物利用度也因之太为提高。
例如 β-环糊精进行甲基化后成二甲基-β-环糊 精，二甲基-β-环糊精具有 高水溶性，在 100ml 水中溶解度达 55g。比原 β-环糊精在 水中溶解度提高近 30 倍。药物黄体酮在水中 的溶解度为 13.2g／ml，比在水中提高 3.1 倍， 而 在二甲基-β-环糊精水溶液中的溶解度为 2020g／ml，比在水中提高 150 倍
三，物理性质
环糊精的物理性质见表 2。三种环糊精 为白色结晶粉末，β-环糊精的水 溶解 度最低，易于由水溶液中结晶提纯。由 于所含葡萄糖单元的多少不同， 各种 环糊精在物理性质上有很大的区别。β环糊精的溶解度与其它两种环糊 精差 别如此之大，主要是因为环糊精聚集体 与周围水分子的相互作用力不同 以及 在固态下晶格能的差别造成的。从表 2 中也可以看出，环糊精在水中的 溶解 度随温度上升而增高，在有机溶剂中， 如甲醇、乙醇、丙酮等，环糊精 不溶 解。能够溶解环糊精的有机溶剂很少， 因此可以利用此性能来提纯环糊 精。 环糊精对热和机械作用都相当稳定，没 有固定的熔点，200℃开始分解。 不同 环糊精的热稳定顺序为：γ-环糊精＞α环糊精＞β-环糊精。经大量实验 证明， 环糊精本身无毒性，可以被人体所吸收。
生物医用类环糊精_聚合物_准_聚轮烷
第23卷第5期2011年5月化学进展PROGRESS IN CHEMISTRYVol．23No．5May ，2011收稿：2010年8月，收修改稿：2010年11月*中国博士后基金项目（No．20100470111）、上海市自然科学基金项目（No．10ZR1432100）和上海博士后基金项目（No．10R21415700）资助＊＊Corresponding authore-mail ：inano _donghq@tongji．edu．cn ；yongyong _li@tongji．edu．cn生物医用类环糊精/聚合物（准）聚轮烷*董海青1＊＊李永勇1＊＊李兰1时东陆1，2（1.同济大学先进材料与纳米生物医学研究院上海200092；2.美国辛辛那提大学化学与材料工程学院辛辛那提45229）摘要环糊精及其衍生物具有“内疏水、外亲水”的特殊分子结构，可与许多客体分子包结形成包合物。
利用环糊精与聚合物的包结作用构建稳定、结构可控并具有广泛应用前景的生物医用材料是材料及医学界研究的焦点之一。
本文介绍了环糊精基（准）聚轮烷的概念及其组装驱动力，同时围绕由环糊精和聚合物组装形成的（准）聚轮烷在生物医用方面的研究包括药物载体（如超分子凝胶、超分子胶束、超分子纳米囊泡、药物键合（准）聚轮烷、刺激响应型（准）聚轮烷等）、基因载体、多重识别与靶向、形状记忆材料及其它相关领域工作进展作一概述。
关键词环糊精（准）聚轮烷生物医用自组装中图分类号：O636.1文献标识码：A文章编号：1005-281X （2011）05-0914-09Cyclodextrins /Polymer Based （Pseudo ）Polyrotaxanes forBiomedical ApplicationsDong Haiqing 1＊＊Li Yongyong 1＊＊Li Lan 1Shi Donglu 1，2（1.The Institute for Advanced Materials and Nano Biomedicine ，Tongji University ，Shanghai 200092，China ；2.Department of Chemical and Materials Engineering ，University of Cincinnati ，Cincinnati ，Ohio 45229，USA ）AbstractCyclodextrin （CD ）and its derivatives have the special molecular structures with hydrophobiccavities and hydrophilic surfaces ，which can form inclusion complexes with many guest molecules．Construction of biomaterials with stability ，structural controllability as well as potential applications by supramolecular self-assembly is one of the research focuses in materials and medical fields．This paper introduces the concept of CDs based （pseudo ）polyrotaxanes and the driving forces for their self-assembly ，mainly reviews the biomedical applications of （pseudo ）polyrotaxanes self-assembled from CDs and polymers ，including drug carriers （such as supramolecular hydrogels ，supramolecular micelles ，supramolecular nanocapsules ，drug conjugated （pseudo ）polyrotaxane and stimuli-responsive （pseudo ）polyrotaxane ），gene carriers ，multifold recognition and targeting ，as well as other applications involving shape memory materials ，anticoagulant materials ，DNA-cleavage reagent and trypsin inhibitor．Key wordscyclodextrins ；（pseudo ）polyrotaxane ；biomedical application ；self-assemblyContents1Introduction2（Pseudo ）polyrotaxanes and driving forces for their self-assembly3Biomedical applications in nanomedicine第5期董海青等生物医用类环糊精/聚合物（准）聚轮烷·915·3.1Drug carrier3.2Gene carrier3.3Multifold recognition and targeting4Other biomedical applications4.1Shape memory materials4.2Anticoagulant materials4.3DNA-cleavage reagent4.4Trypsin inhibitor5Conclusions and outlook1引言自1891年Villiers发现环糊精（cyclodextrins，简称为CDs）后，CDs引起了科学家们的广泛关注。
β环糊精分子量
β环糊精分子量β环糊精（β-cyclodextrin）是一种环状寡糖分子，由七个葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成。
其分子量约为1135.45克/摩尔。
β环糊精在化学、生物和医学领域具有广泛的应用，下面将从不同角度介绍其性质、应用和前景。
一、性质β环糊精是一种白色结晶粉末，可溶于水和一些有机溶剂，如甲醇和乙醇。
它具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够与许多有机物形成包结合物。
这是由于β环糊精分子的独特结构，其内部空腔可以容纳非极性或低极性的分子。
二、应用1. 食品工业：β环糊精可用作食品添加剂，用于改善食品的质感和口感。
它能够与食品中的脂肪、胆固醇等物质发生包结合作用，减少其对人体的吸收。
2. 药物传递系统：β环糊精可以作为药物的载体，将药物包结在其内部空腔中，形成包合物。
这种包合物可以增加药物的稳定性和生物利用度，延长药物的作用时间。
3. 环境保护：β环糊精可以用于水处理和废水处理中，通过包结作用，将水中的有机污染物或重金属离子吸附到其内部空腔中，从而实现水质净化。
4. 化学分析：β环糊精可以用于分离和富集分析样品中的目标物质。
通过调节环糊精的浓度和pH值，可以实现对目标物质的选择性吸附和分离。
5. 医学诊断：β环糊精可以用于制备医学诊断试剂，如血糖试纸、尿液分析试纸等。
它可以与分析样品中的目标物质发生特异性反应，从而实现对目标物质的检测和分析。
三、前景随着科学技术的不断发展，β环糊精的应用前景越来越广阔。
例如，在新型药物研发领域，β环糊精可以用于改善药物的溶解度和稳定性，提高药物的生物利用度。
此外，β环糊精还可以用于制备高效催化剂、功能性材料等。
这些应用领域的发展为β环糊精的研究和应用提供了更多的机会和挑战。
β环糊精作为一种重要的环状寡糖分子，在化学、生物和医学领域具有广泛的应用。
通过与其他分子形成包结合物，它可以改善食品质感、提高药物的生物利用度、净化水质等。
随着科学技术的进步，β环糊精的应用前景将更加广阔。
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CH2OH
O
HOH2C
OH O
OH
HO O
OH CH2OH
O OH
HOH2C OHO
O
HO OHO
O
n
CH2OH
n = 1: -Cyclodextrin
n = 2: -Cyclodextrin
n = 3: -Cyclodextrin
环糊精(cyclodextrin, 简称CD)是淀粉经环糊精葡萄 糖基转移酶催化降解得到的、由D-吡喃葡萄糖通过
碘/-CD 地塞米松 硝酸甘油 Cephalosporin 噻洛芬酸 氯氮卓/-CD 尼美舒利 苯海拉明 奥美拉唑
Nitropen Omebeta Prostarmon E Brexin, Flogene, Cicladon Surgamyl Xund, Tegra, Allidex, Garlessence Mena-Gargle Glymeason Nitropen Meiact Surgamil
5
2020/6/24
6
超分子化学（Supramolecular) :“研究分子组装 和分子间键的化学”（Jean-Marie Lehn)。
“超越分子的化学”。
当代化学领域的前沿学科，作为化学科学的又 一次升华，真正突破了共价键的范畴，将共价 键、分子间弱相互作用融为一体，组成更复杂、 更具功能性，甚至更有序、更有目的性的多分 子体系。
于外侧的众多羟基构成了环糊精亲水的外壁，而指
向空腔的C3和C5上的氢原子以及糖苷键的氧原子则
共同构成了环糊精富电性的疏水空腔。
2020/6/24
17
环糊精由于其自身的特殊结构，具有疏水的
空腔和亲水的外壁，能够键合各种客体分子 形成超分子包结配合物，作为分子识别的受
体在超分子体系中有着广泛的应用。
2020/6/24
美国《Science》杂志在2005年7月创刊125年纪 念专集中的总结，21世纪亟待解决的25个重大 科学问题，唯一化学问题之一是“我们能够推 动化学自组装走多远”
2020/6/24
7
图 从分子化学到超分子化学的基本特征
2020/6/24
8
超分子主体1 冠状化合物
2020/6/24
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2020/6/24
味、毒性的药物在其被包结进入环糊精空 腔后其理化性质会发生多方面变化。 ➢因此，环糊精在制药业被广泛应用于改 善药物稳定性、溶解性、降低毒性、消除 异味以及液体药物粉末化等
2020/6/24
20
表1.1 进入各国药典的环糊精及其性能
药典d
环糊精a 取代度b
分子量 (Da)
水中的
溶解度c
Ph.Eur.
Japan, Europe,
USA Japan Japan
Japan
Japan Argenti
na Japan
Europe
Japan Europe Europe
2020/6/24
22
Nitroglycerin Omeprazol 前列腺素E2 吡罗昔康
Tiaprofenic acid 大蒜油/-CD
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环糊精键合行为的光谱研究 ,成为 环糊精对客体分子识别研究的主要
表征手段
紫外–可见(UV-vis)光谱 荧光光谱 圆二色 (CD)光谱 红外(IR)光谱 核磁共振(NMR)光谱
2020/6/24
19
环糊精作为药物载体的研
究进展
➢环糊精可以选择性地键合各种有机客体
分子，许多易挥发、易分解、难溶、具异
USP/N F
JPC
αCD
-
972
145 Yes No
Yes
βCD
-
1135
18.5 Yes Yes
Yes
HPβCD 0.65
1400
>600 Yes Yes
No
RMβCD 1.8
1312
>500 No No
No
SBEβCD 0.9
2163
>500 No No
No
γCD
-
HPγCD
0.6
2020/6/24
Transillium
Mesulide fast Stada，
Reisepastille Omebeta 20
-1,4-糖苷键键合成环的半天然化合物。
2020/6/24
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由于环糊精中的D-吡喃葡萄糖单元均采取未扭曲的
椅式构象(4C1构象)，因此使得整个分子呈现一种截 锥状的外形。环糊精中的所有伯羟基(即6位羟基)坐
落于环的一侧，构成了其截锥状结构的主面(小口端 )；而所有仲羟基(即2, 3位羟基)则坐落于环的另一侧， 构成了环糊精截锥状结构的次面(大口端)。这些位
Opalmon Pansporin T
Ulgut, Lonmiel Meiact
Transillium Glymesason Stada-Travel
Chewing Mena-Gargle N Nicorette, icogum
Nimedex
静脉注射剂，冻 干粉针剂 片剂 片剂
胶囊 片剂 片剂 药膏剂 片剂 口服液 舌下片剂,咀嚼片 片剂
1297 1576
In 232 progres Yes
s
>500 No No
Yes
No
21
表1.2 含有环糊精的药物制剂
药物/环糊精 Drug/cyclodextrin
α-环糊精
商品名 Trade name
制剂 Formulation
国家 Country
前列腺素E1
利马前列腺素-1206 Cefotiam hexetil HCl
题 目 超分子化学在药学研究中的 应用
演讲人： 杨 波
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1
2020/6/24
2
Cell Surface Carbohydrates Involved in Molecular Recognition
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3
O
O
O
O
O
O
Pedersen 1967
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4
2020/6/24
β-环糊精
Benexate HCl盐酸贝奈克 酯
Cephalosporin (ME 1207)
Chlordiazepoxide
Dexamethasone Diphenhydramin HCl,
Chlortheophyllin Iodine Nicotine
Nimesulide
Prostavastin, Rigidur
超分子主体2 环糊精
10
超分子主体3 杯芳烃
2020/6/24
11
超分子主体4 Porhyrin
2020/6/24
12
超分子主体5 套索醚
2020/6/24
13
超分子主体6 富勒烯
2020/6/24
14
超分子主体7 碳纳米管
2020/6/24
15
HOH2C O
OH
O
OHO OH
OHO HO