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Complexation of quercetin with three kinds of cyclodextrins :An antioxidant study 著者 Carolina Jullian , Lorena Moyano , Claudia Yanez , Claudio Olea-Azar 雑誌名 Spectrochimica Acta Part A 67 (2007) 230234 紹介者 北河 広大 (4) ケルセチンと3種類のシクロデキストリンとの錯体形成 :抗酸化研究 1

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Complexation of quercetin with three kinds of cyclodextrins

:An antioxidant study

著者 Carolina Jullian , Lorena Moyano , Claudia Yanez , Claudio Olea-Azar 雑誌名 Spectrochimica Acta Part A 67 (2007) 230–234 紹介者 北河 広大 (4年)

ケルセチンと3種類のシクロデキストリンとの錯体形成 :抗酸化研究

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Introduction

・フラボノイド化合物の1種で植物に含まれる

・黄色の色素

・水へは溶解しづらい

・抗酸化、抗菌、抗ガン活性をもつ

ケルセチン(QUE)

O

OH

OH

OH

HO

OH O

quercetin

フラボノイド

O

Flavonoid

・ポリフェノール化合物類

・植物の色に寄与

・生体活性の点より研究されている (抗酸化、抗菌、抗ガン活性をもつ)

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Introduction

シクロデキストリン(CD)

① β-cyclodextrin (β-CD), R = H ② 2-Hydroxypropyl β-cyclodextrin (HP-βCD) , R=CH2CHOHCH3 or H ③ Sulfobutyliether β-cyclodextrin (SBE-βCD), R=CH2CH2CH2CH2 SO3Na or H

・1,4グリコシド結合によるグルコースユニットからなる環状オリゴマー

・円錐形で、外側は親水性、内側は空洞で疎水性

・多様な化合物と包接錯体を形成し、親水性を高める

疎水的 親水的 親水的

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Experimental

0~0.010Mの範囲のβCD , HP-βCD, SBE-βCD 水溶液5mL

アルミホイルで遮光し、24時間,30℃で撹拌

溶解されなかったケルセチンをろ過

UV測定

過剰量のQUEを5mg

溶解度測定

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Experimental

ラジカル消去能測定

DPPH• 4.94×10-5M, 2000μL (溶媒 H2O:MeOH=80:20)

UV測定

QUE, QUE-βCD, QUE-HP-βCD, QUE-SBE-βCD 3mM (溶媒H2O:MeOH=80:20)

ESR測定(10分後のESRシグナルの減少を測定)

OO

t-Bu

t-Bu

t-Bu

t-Bu

N N

O2N

O2N

NO2

DPPHラジカル galvinoxyl

QUE, QUE-βCD, QUE-HP-βCD, QUE-SBE-βCD 3mM, 20μL

(1)

DPPH•またはgalvinoxyl 2mM

(2)

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Results and Discussion

Fig. 1. Absorption spectra of quercetin in aqueous solutions with the different CD.

溶解度測定

包接されたQUEは吸光度増加

包接前のQUEより 溶解度が増したことを示す

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Results and Discussion

Fig. 3. Phase–solubility diagrams of QUE–CD, QUE–HP-CD and QUE–SBE-CD system in water at 30 ◦C.

溶解度相図

Fig.2 .Phase-solubility profiles and classification of complexes according to Higuchi and Connors

Conc. of Host (M)

Co

nc.

of

gue

st (

M)

AL型をとる 1:1で包接されている

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A型包接錯体は溶解 B型包接錯体は沈殿

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Results and Discussion

Table 1 Apparent stability constant (KS) of quercetin inclusion complexes

安定度定数

S0:QUEの溶解度(30℃)

slope:溶解度相図の傾き

Ks :安定度定数

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Ks= [QUE・CD]

[CD] [QUE] [ QUE ] + [CD] [QUE・CD]

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Results and Discussion

Fig. 4. Consume of DPPH• (mM−1) in presence of QUE free and complexes forms.

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ラジカル消去能(DPPH•)

ラジカル消去能は、包接されていない

QUEと比べ、包接されたQUEは 高くなっている

(反応前のDPPH・の吸光度) –(最終的なDPPH・の吸光度)

反応前のDPPH・の吸光度

消費量 =

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・ESR 分光装置は、試料の形状 (液体、気体、固体) に影響されることなく、非破壊で、

選択的にフリ-ラジカルを測定できる唯一の手段

・NMR (Nuclear Magnetic Resonance :核磁気共鳴 ) とともに、同じ原理に基づく

磁気共鳴分光法の一つ

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ESR : Electron Spin Resonance (電子スピン共鳴)

スピンを持った電子に磁場を与えると、ゼーマン効果によって物質のエネルギー準位が 2つに分割される(ゼーマン分裂) この2つのエネルギーの差(⊿E)に相当するエネルギ−(マイクロ波)を外部から 加えることで共鳴を起こす このエネルギーの吸収量を検知することでESRスペクトルを得る

マイクロ波加える

ESRスペクトル

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Results and Discussion

ESR スペクトル図

galvinoxylとQUE-βCD

galvinoxylとQUE-HB-βCD

galvinoxylとQUE-SBE-βCD

galvinoxylのみ (control)

galvinoxylとβCD

galvinoxylとQUE

Fig. 5. ESR spectrum of (A) galvinoxyl; (B) galvinoxyl in presence of CD (similar behavior is founded by the other cyclodextrins) (C) QUE; (D)QUE–CD; (E) QUE–HP-CD; (F) QUE–SBE-CD. 11

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Results and Discussion

Fig. 6. Radical DPPH• and galvinoxyl scavenging activity. The initial concentration was 2mM for DPPH/galvinoxyl in all reaction mixtures. The data were recorded at 10 min of reaction and expressed as %DPPH/galvinoxyl remaining.

ラジカル消去能

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%DPPH/galvinoxyl remaining

%

溶液中に存在しているラジカル (%)

最終的なラジカルの濃度

反応開始時のラジカルの濃度 ×100 =

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Conclusion

・QUEの溶解度はQUE-βCD, QUE-HP-βCD, QUE-SBE-βCD の濃度が増加すると

増加した

また溶解度はQUE-βCD< QUE-HP-βCD< QUE-SBE-βCD の順で増加した ・ QUEとβCD, HP-βCD, SBE-βCD は1:1で包接することが示された ・DPPH•, galvinoxyl、両方に対して抗酸化作用を示した ・ラジカル消去能はQUE単体, QUE-βCD, QUE-HP-βCD, QUE-SBE-βCDの中で

QUE単体< QUE-βCD< QUE-HP-βCD< QUE-SBE-βCDの順で高かった ・QUEはβCD, HP-βCD, SBE-βCDと包接錯体を形成しても、抗酸化活性を維持した

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Ks= [QUE・CD]

[CD] [QUE]

[G・H] = Gt - G

[G] = G0

[H]= Ht - [G・H]

H + G G・H

G0

Ks= Gt - G

(Ht - Gt + G) G0

Gt - G

Ht Gt - G

Ht (1- )

= slope

= slope

G0 (1 – slope)

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