《Journal of Food Engineering》：Complexation with β-cyclodextrin derivatives enhanced the bioavailability of quercetin through improving solubility and inhibiting recrystallization
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•HP-β-CD和M-β-CD与槲皮素（Que）的络合能力均强于原生日β-CD。•通过喷雾干燥法制备了槲皮素与β-CD衍生物的固体复合物。•这些复合物显著提高了槲皮素的溶出度和溶解度，并抑制了其重结晶。•在大鼠体内，M-β-CD载体对槲皮素的生物利用度增强效果优于HP-β-C
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HP-β-CD和M-β-CD与槲皮素（Que）的络合能力均强于原生日β-CD。
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通过喷雾干燥法制备了槲皮素与β-CD衍生物的固体复合物。
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这些复合物显著提高了槲皮素的溶出度和溶解度，并抑制了其重结晶。
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在大鼠体内，M-β-CD载体对槲皮素的生物利用度增强效果优于HP-β-CD。
引言
槲皮素（Que）是自然界中最常见的黄酮苷元，在洋葱、葡萄、银杏和槐花中尤为丰富。研究表明，槲皮素具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎、抗癌和心脏保护等（W. Wang等人，2016）。然而，其溶解度仅为约2 μg/mL（Liu等人，2020），导致其在体内的生物利用度极低（W. Wang等人，2016）。在过去的几十年中，人们尝试了多种不同的递送系统来提高槲皮素的溶解度和生物利用度（Kandemir等人，2022；W. Wang等人，2016）。例如，制备并表征了槲皮素与咖啡因的共晶，该共晶将槲皮素的溶解度提高了14倍，并使其在大鼠体内的口服生物利用度提高了2.6倍（Smith等人，2011）。Zhou等人（2021）制备了载槲皮素的玉米醇溶蛋白纳米粒，槲皮素的表观溶解度提高了1000倍，在大鼠体内的生物利用度提高了2.34倍。Joseph等人（2022）开发了一种槲皮素天然自乳化可逆性复合水凝胶系统，该配方使槲皮素的溶解度提高了96倍，并使人体口服生物利用度提高了18.61倍。
环糊精（CDs）是由环糊精葡萄糖基转移酶将淀粉转化而来的环状低聚糖（Jansook等人，2018）。由于环糊精具有亲水外表面和疏水中心空腔的显著特征，可通过非共价相互作用与各种客体分子形成主-客体包合物（Kumar等人，2024；Kumar和Purohit，2024），从而改善客体分子的溶解度和稳定性（Crini等人，2018；Jansook等人，2018）。在天然环糊精（即α、β和γ-CD）中，β-CD因其适中的空腔尺寸和较低的生产成本而受到广泛关注。然而，其较差的水溶性也限制了其应用（18.5 mg/mL）（Jansook等人，2018）。对天然环糊精进行化学修饰可提高其水溶性和络合能力。例如，HP-β-CD和M-β-CD的水溶性超过600 mg/mL，显著优于原生日β-CD。此外，这些β-CD衍生物的毒性极低。HP-β-CD已被FDA批准用于口服和静脉注射的药物赋形剂，而具有疏水性的M-β-CD可能与生物膜相互作用，因此仅适用于口服给药（Gao等人，2025）。因此，β-CD及其两种衍生物被广泛用作疏水性药物的口服递送载体（Gao等人，2025；Jansook等人，2018）。
在以往的研究中，槲皮素与各种环糊精之间的络合作用通过相溶度分析（Borghetti等人，2009；D'Aria等人，2017）、核磁共振波谱（Manta等人，2020；Vakali等人，2022）、计算模拟技术（Ilyich等人，2020）等方法进行了研究。此外，还制备并详细表征了固体复合物（Dai等人，2024；Manta等人，2020；Pralhad和Rajendrakumar，2004；Sri等人，2007）。通过与环糊精络合，槲皮素的溶解度、稳定性、抗氧化性和抗菌性能得到了改善（Chen等人，2020；Güle?和Demirel，2016）。载槲皮素/HP-β-CD包合物的聚乙烯醇水凝胶被开发用于伤口愈合应用（Wangsawangrung等人，2022）。然而，将环糊精作为槲皮素口服递送载体以提高其生物利用度的研究鲜有报道（Manta等人，2023）。要全面揭示环糊精增强生物利用度的内在机制，还需要更多的研究。因此，在本研究中，通过相溶度分析、紫外-可见光谱滴定和重结晶抑制实验，表征了槲皮素与β-CD、HP-β-CD和M-β-CD之间的络合作用。通过喷雾干燥法制备了槲皮素与环糊精的固体复合物（Que-CD复合物）并进行了表征。从溶解度改善和通过环糊精络合抑制重结晶的角度，讨论了槲皮素在大鼠体内的生物利用度增强机制。据我们所知，这是首次揭示环糊精对槲皮素的重结晶抑制作用及其与体内生物利用度增强之间的关联。
章节摘要
材料
槲皮素（97%）、HP-β-CD（分子量=1541.5，取代度DS～7）和M-β-CD（分子量=1310，取代度DS～14）购自上海阿拉丁生化科技有限公司。β-CD购自先进科技实业股份有限公司。其他实验中所用试剂均为分析纯，使用Milli-Q超纯水。
槲皮素浓度的测定
槲皮素的浓度通过高效液相色谱法（HPLC）测定。采用配备自动进样器、二极管阵列检测器（DAD）的Agilent 1260系统，以及
相溶度表征
如图1所示，槲皮素在水中的溶解度仅为0.018 ± 0.004 mM（约5 μg/mL）。该结果与文献一致，表明槲皮素是一种极难溶的化合物（Zhang等人，2017）。由于C环中的双键赋予分子平面性和刚性特征，黄烷醇的溶解性比其他黄酮类化合物差得多（Lewin等人，2013；Zhang等人，2017）。随着环糊精（HP-β-CD、M-β-CD、β-CD）的加入，槲皮素的溶解度呈线性增加
结论
相溶度分析和紫外-可见光谱滴定证实，槲皮素与β-CD、HP-β-CD和M-β-CD形成1:1包合物。通过两种方法获得的Ka值表明，β-CD衍生物的络合能力均强于原生日β-CD。与环糊精的络合反应显著抑制了槲皮素的重结晶，其中M-β-CD效果最佳。通过喷雾干燥制备的固体复合物显著提高了溶出度和
CRediT作者贡献声明
Qing-Feng Zhang：撰写—审校与编辑，监督，资源，项目管理。Bao-Geng Fu：调查，数据整理。Lin Dai：方法学，调查。Ji-Guang Chen：监督，调查。Hai-Xia Xu：监督。Qiao Chen：撰写—初稿，方法学，调查，数据整理
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经江西农业大学批准。（批准号：JXAULL-2024-179）
生成式人工智能使用声明
作者在本手稿的撰写过程中未使用生成式人工智能或人工智能辅助技术。
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本论文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
Qiao Chen|Hai-Xia Xu|Ji-Guang Chen|Lin Dai|Bao-Geng Fu|Qing-Feng Zhang
