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分子印迹技术(Molecularimprintingtechnique,MIT)是指为获得空间结构和结合位点上与目标分子(模板分子)完全匹配的聚合物的制备技术。印迹过程中,首先模板分子通过共价键或非共价键作用与功能单体结合,然后交联聚合,聚合后再将模板分子洗脱,在得到的分子印迹聚合物(Molecularlyimprintedpolymers,MIPs)中就会形成与模板分子在空间结构和功能基团排布上高度吻合的三维空穴,其对模板分子具有良好的记忆效应。
目前该技术已广泛应用于异构体及手性分离、化学仿生传感器、模拟酶催化、膜分离及固相萃取等领域。辛弗林(Synephrine,SYN)是一种天然兴奋剂,具有收缩血管、升高血压等药理活性,广泛用于医药、食品、饮料等保健行业。目前SYN的植物提取法均采用枳实为原料,现有报道的从枳实中提取SYN多采用煎煮法,但这种提取方法不仅收率低,而且提取选择性差。而采用对模板分子具有特殊亲和性和选择性的分子印迹聚合物从成分复杂的植物中高效分离提取SYN尚未见报道,因此,此项研究意义重大。
本研究以SYN作为模板,制备了辛弗林分子印迹聚合物(SYN-MIP),考察了其对SYN选择性吸附性能和分子识别能力,为将高选择性分子印迹识别材料应用于天然产物中分离/提取辛弗林提供了科学依据和实验基础。
1实验部分
1.1主要仪器与试剂
UV-2450紫外可见分光光度计(日本岛津公司);SHZ-82气浴恒温振荡器(江苏金坛中大仪器厂);KQ2200DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);YXJ-Ⅱ型高速离心机(江苏金坛市中大仪器厂);DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)。辛弗林(SYN,质量分数>97%,南京泽朗医药科技有限公司);甲基丙烯酸(MAA,分析纯,国药集团化学试剂有限公司);乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA,质量分数>97%,使用前经减压蒸馏除去阻聚剂,上海海曲化工有限公司);偶氮二异丁腈(AIBN,分析纯,上海试四赫维化工有限公司);四氢呋喃(THF,分析纯,国药集团化学试剂有限公司);其他试剂均为分析纯;试验用水均为二次蒸馏水。
1.2预聚体系中SYN与MAA的非共价作用
SYN溶液的浓度固定为0.1μmol/mL,加入不同浓度的MAA溶液,配制一系列SYN与MAA不同物质的量比(1∶0、1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶12)的溶液,25℃振荡12h,使模板分子与功能单体充分作用,以相应浓度的MAA溶液作为参比,测定一系列不同物质的量比预聚溶液中SYN紫外吸收光谱(UV)的变化。
1.3SYN-MIP的制备
将0.084g(0.5mmol)SYN与0.17g(2mmol)MAA充分溶解于15mLTHF中,于50mL安瓿瓶中常温振荡5h,再加入1.98g(10mmol)交联剂EDMA和一定量的引发剂AIBN(功能单体和交联剂质量的1%),超声15min后通氮脱氧,真空状态下密封,60℃水浴聚合24h,将得到的白色块状固体聚合物研磨,过筛(180目分子筛)。再用V(甲醇)∶V(乙酸)=9∶1的洗脱剂除去模板分子,再用甲醇淋洗,除去残余的乙酸。用丙酮反复沉降,除去过细粒子,80℃真空干燥备用。非印迹聚合物(Non-imprintedpolymers,NIPs)除不加模板分子SYN外,制备方法与印迹聚合物相同,记为NIP。
1.4SYN-MIP的等温吸附
准确称取等量的SYN-MIP和NIP各20mg,置于10mL离心管中,分别加入5.0mL不同浓度SYN的甲醇标准溶液,密封后在室温下振荡24h,高速离心沉降5min,移取适量上清液稀释一定倍数后,采用紫外分光光度法测定上清液中SYN的平衡浓度,差减法计算聚合物对底物的结合量Q。Q=(c0-c)V/W(1)Q为聚合物的吸附量(μmol/g);V为吸附溶液的体积(mL);W为聚合物的重量(g);c0为平衡实验中被吸附化合物的原始浓度(μmol/mL);c为达到吸附平衡后上层清液中被吸附化合物的浓度(μmol/mL)。SYN-MIP及NIP对SYN结构类似物吸附量的测定方法同上。
1.5SYN-MIP的选择性吸附
选取与SYN结构相似的竞争底物苯酚,苯甲醇做选择性吸附实验。对比其在聚合物上的吸附情况,计算不同底物在SYN-MIP和NIP上的吸附量Q。采用静态分配系数KD、分离因子α和相对分离因子α'来表征聚合物对底物的选择性吸附能力。
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