姜黄素与邻苯二酚共晶的太赫兹光谱*郑转平†刘榆杭赵帅宇蒋杰伟卢乐(西安邮电大学电子工程学院,西安710121)(2023年5月6日收到;2023年6月21日收到修改稿)姜黄素是一种具有抗炎、抗氧化及抗癌等作用的常用药物,但是其在水中的溶解度较低.近年来,药物共晶是一种增强水溶性有限药物溶解度和溶解性的有效方法.基于此,本文利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)研究了姜黄素与邻苯二酚共晶的太赫兹光谱.首先测试了姜黄素、邻苯二酚、二者物理混合及其共晶在0.5—3.5THz的实验谱.实验数据显示共晶获得的位于3.31THz处的吸收峰明显区别于原料物质,表明THz-TDS可以有效鉴别姜黄素、邻苯二酚及其共晶体;基于密度泛函理论,对姜黄素与邻苯二酚共晶体可能存在的4种理论晶型进行结构优化与频谱模拟,其中理论晶型Ⅲ模拟结果与实验数据比较符合.研究发现,共晶体是通过姜黄素的羰基C10=O3与邻苯二酚的羟基O61—H55形成氢键而成,共晶的THz特征吸收峰是在氢键带动下由共晶中两分子的官能团共同作用产生的.关键词：姜黄素,共晶,太赫兹波,吸收谱PACS：32.30.Bv,31.15.E–,33.20.TpDOI:10.7498/aps.72.202307391引言药物共晶是药物活性成分(API)与共晶形成物(CCF)在氢键和其他非共价键的作用下结合而成的晶体.它是一种重要的多组分复合物,在同一晶格中压缩至少两个由非共价键连接的分子.研究表明,药物共晶的结构在一定程度上会对药物分子的理化性质产生影响,可以显著改变药物活性成分的物理化学性质,如溶解度、溶解速率、稳定性、渗透性、可食性和生物利用度等,使得其在药物开发中有巨大的潜在价值[1−3].现阶段,研究共晶的分子结构排布及其微观的作用模式对药物应用领域具有重要的现实意义[4−6].传统研究中,多采用X衍射、红外与拉曼光谱仪来检测共晶,但需要色谱法等辅助表征晶体结构[7,8].而振动光谱技术源于分子振动能级的跃迁,并伴有转动能级改变,被广泛用于物质的表征辨别中[9].太赫兹波作为转动光谱,其波长介于微波与红外波之间,其波段范围位于0.1—10THz,由于光子能量与大部分药物分子的转动振动能级之间跃迁的能量相当,能够敏锐地探测到分子低频振动区域内的偶极跃迁,并对分子间弱相互作用力(氢键、范德瓦耳斯力)及分子官能团振动形成“指纹光谱”,受到了越来越多的关注[10].近年来,由于太赫兹波较强的穿透性和光子能量低等特点,基于太赫兹波的太赫兹时域光谱技术(THz-TDS),已经被越来越多地应用于药物共晶的检测表征与结构分析中[11,12].如国内Cai等[12]利用太赫兹时...
