包合技術  
第一節  概    述  
   
    通過包合技術形成一類獨特形式的絡合物稱為包合物。翻譯名有包合物、包藏物、加合物、包含物等。  
    分子包合物在藥劑研究領域很活躍，在50年代已被認識到對藥劑處方前工作有著重要意義，最早的藥劑研究是higuchi和zuck的工作，他們的研究說明了包合現象的固有性狀，如包合物增加藥物溶解度和穩定性.影響包合物中藥物在體內的吸收、分布、包合方法，還影響藥物的起效時間和作用期限。  
    環糊精的應用研究隨著工業化生產發展，20多年來有關它的研究報道很多，尤其在藥劑上的應用令人矚目，因此研究應用包合技術，開發研制藥物新劑型，新品種有著良好的前景。  
一、包合物的組成和分類  
    包合物是一種分子的空間結構中全部或部分包種另一種分子而成。具有包合作用的外層分子稱為主分子，被包合到主分子空間中的小分子物質，稱為客分子。故包合物又稱為分子膠囊。  
    包合物的分類方法常見的有兩種。  
    (一)按包合物的結構和性質分類  即frank分類法。  
    1.多分子包含物  多分子包合物是若干主分子由氫鍵連結，按一定方向松散地排列形成晶格空洞，客分子嵌入空洞中而成。包合輔料有：硫脲、尿素、去氧膽酸、對苯二酚、苯酚等。  
    2.單分子包合物  單分子包合物由單一的主分子與單一客分子包合而成。即單個半分子的一個空洞，包合一個客分子，如具有管狀空洞的包合輔料環糊精。  
    3.大分子包合物  天然或人工大分子化合物可形成多孔的結構，能容納一定大小的分子。常見的有葡聚糖凝膠、沸石、硅膠、纖維素、蛋白質等。在藥劑的研究和生產中用途頗廣。  
    (二)按包合物的幾何形狀分類  
    1.管狀包合物  是由一種分子構成管形或筒形空洞骨架，另一種分子填充其中而成。管狀包合物在溶液中較穩定，如尿素、硫脲、環糊精、去氧膽酸等均形成管狀包合物。  
    2.籠狀包合物  是客分子進入幾個主分子構成的籠狀晶格中而成，其空間完全閉合，重要的有對苯二酚包合物和鄰百里園三交酯包合物。  
    對苯二酚(氫酪)包合物，三分子對苯二酣借o—h…o型氫鍵形成環狀結構、兩個環狀結構一正一反結合，即開口端互相交叉構成一個籠子，可使甲醇、乙脂、甲酸、乙烯、二氧化硫、二氧化碳、氯化氫、溴化氫、硫化氫、氬、氪等大小合適的分子或原子填充其中形成晶格包合物，這種包合物在溶液中很不穩定，極易分解。此類包合物制備簡單，將主分子溶于溶劑中，再加入客分子使其飽和，即析出包合物結晶，形成的固態包合物較穩定，被包含的客分子臭味消失，通過加熱溶解于水或把結晶研磨粉碎，可將客分子釋出。  
    3.層狀包合物  如粘土形成的包合物與石墨包合物。藥物與某些表面活性劑能形成膠團，某些膠團的結構也屬于包合物。月桂酸鉀使乙苯增溶時，乙苯可存在于表面活性劑親油基的層間，形成層狀包合物。非離子型表面活性劑使維生素a棕櫚酸酯增溶，其結構也可認為是層狀包臺物(圖1)。  
  
　　二、包合原理  
    主分子和客分子進行包合作用時，相互之間不發生化學反應.不存在離子鍵、共價鍵或配位鍵等化學鍵的作用，包合作用主要是一種物理過程。  
    包合物形成條件，主要取決于主分子和客分子的立體結構和兩者的極性。包合物的穩定性，依賴于兩種分子間的van der waals引力的強弱。如分散力、偶極子間引力、氫鍵、電荷遷移力等，有時單一作用力起作用，多數為幾種作用力的協同作用。 
　　(一)分子結構及大小  主分子可以是單分子如直鏈淀粉、環糊精等或以氫鍵結合的多分子聚合而成的晶格，如氫醌、尿素等。均需具有一定形狀和大小的空洞，特定的籠格，洞穴或溝道，以容納客分子。  
    客分子的大小、分子形狀應與主分子所提供的空間相適應，若客分子小，選擇的主分子較大，包合力弱，客分子可自由進出洞穴；若客分子太大，嵌入空洞內困難或只有側鏈進入，包合力也弱，均不易形成穩定的包合物；只有當主、客分子大小適合時，主—客分子間隙小，產生足夠強度的van der waals力，則穩定的包合物形成。  
    (二)包合物中主、客分子的比例  包合物不僅在固態中能形成，在水和有機溶劑中也能形成，包合物在晶體中客分子不一定都在空穴內，也可以在晶格空隙中；在溶液中客分子在空穴內。所以主、客分子之比一般不遵守化學計量關系，客分子最大存在量取決于主分子所提供的空洞數，而所有空洞又并未被完全占領，因此主、客分子的比例有較大的變動范圍。可用一種極大的組成式(nc)(mm)表示，其中c及m分別代表主分子和客分子組成，n為每一單位(通常為一個晶格或晶胞)中c(主)分子的數目,m為能被一個單個空洞所接納的m(客)分子的最大數目。上式也可用(n/m)(cm)表示。  
    大多數cyd包合物組成摩爾比為1：1形成穩定的單分子包合物。但體積大的客分子(如甾體化合物)比較復雜，當主分子cyd用量不合適時，也可使包合物不易形成，表現為客分子含量很低。  
    以上說明分子結構是藥物與環糊精相互作用中非常重要的因素，主分子和客分子藥物包含物的形成，主要是分子間吸引力的結合。  
    環糊精所形成的單分子包合物，在水中溶解時，整個包合物被水分子包圍和溶劑化.包合物仍然穩定.溶劑化合物與包合物有許多相似之處，但兩者類型不同。溶劑化合物受化學計量約束，也不存在包合物的空間結構。