基于胆碱类低共熔溶剂的盐酸异丙嗪热力学与分子相互作用研究及其在药物递送中的应用

为解决药物溶解度低和生物利用度不足的问题，研究人员通过热力学和计算化学方法研究了盐酸异丙嗪(P.HCl)在胆碱-尿素低共熔溶剂(DES)水溶液中的分子相互作用。结果表明，DES通过增强离子-亲水相互作用显著提高药物稳定性，为开发新型透皮给药系统(TDDS)提供了理论依据。

　　

在药物递送领域，提高难溶性药物的溶解度和稳定性一直是重大挑战。盐酸异丙嗪(P.HCl)作为常用抗组胺药，存在首过效应显著(生物利用度仅25%)和半衰期长(16-19小时)等问题。传统剂型改进效果有限，而新兴的低共熔溶剂(DES)因其绿色环保、可设计性强等特点，为药物递送系统(DDS)优化提供了新思路。

印度拉吉夫甘地理工大学的研究团队在《Journal of Ionic Liquids》发表研究，通过实验热力学与密度泛函理论(DFT)计算相结合的方法，系统探究了P.HCl在胆碱-尿素(ChCl:U)DES水溶液中的分子相互作用机制。研究采用密度(ρ)和声速(u)测定、表观摩尔体积(V_φ
)计算等实验方法，结合B3LYP/6-311+G(d,p)基组的量子化学计算，构建了完整的药物-溶剂相互作用模型。

在"密度和声速测量"部分，研究发现随着DES浓度增加，溶液密度升高而等熵压缩率(κ_S
)降低，表明DES增强了分子间相互作用力。通过"表观摩尔性质"分析，正值的V_φ
和负值的K_S,φ
证实了强烈的溶质-溶剂相互作用，且DES浓度越高作用越强。"转移性质"研究显示，Δ_tr
V_φ
⁰
和Δ_tr
K_φ
⁰
均为正值，证明离子-亲水相互作用占主导地位。

计算化学部分通过"HOMO-LUMO能隙"分析发现药物-DES复合物的能隙(ΔE=0.1457 eV)小于单一组分，表明体系稳定性增强。"分子静电势(MEP)"图谱显示氧、氮原子区域电子密度集中，与实验发现的亲水相互作用位点高度吻合。"电荷分布(CHELPG)"分析进一步揭示，N25原子(-1.179930)和C68原子(+0.921649)分别作为主要电子给体和受体参与电荷转移。

这项研究首次阐明了P.HCl与ChCl:U DES的相互作用机制，证实DES通过破坏药物水合层、增强离子-亲水作用来提高溶解度。Hepler常数分析显示P.HCl在所有体系中均表现结构形成能力，这为设计基于DES的透皮给药系统(TDDS)提供了重要理论依据。该成果不仅拓展了DES在药学中的应用前景，也为改善难溶性药物的递送效率开辟了新途径。