槲皮素和山奈素分子印迹提纯技术研究

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分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique, MIT)是1972年由Wulff和Sarhan提出,目前对环境领域有害物质的痕量分析检测及富集纯化有深入广泛的研究应用。分子印迹聚合物(Molecular imprinting polymers, MIP)首先由功能单体与模板分子预聚合,后在交联剂的固定作用下形成三维网络结构聚合物,经洗脱除去模板分子后,获得在空间构型和化学键相匹配的特定“孔穴”聚合物。由于分子印迹聚合物这一特殊识别性能,该技术已广泛应用于酶、传感器以及抗体等各个领域。槲皮素和山奈素是银杏黄酮类化合物中主要的组成苷元,具有抗氧化、抗病毒、抗癌调节免疫力的药效。因此,开展选择性分离提纯银杏黄酮有效活性成分的研究具有重要的应用价值和研究意义。本文分别以槲皮素和山奈素为模板分子,采用本体聚合法合成分子印迹聚合物,并对聚合条件进行优化。运用扫描电镜、红外光谱分析和比表面积仪对其结构进行表征,通过等温吸附试验、吸附动力学试验和吸附选择性试验分析考察了聚合物的吸附特性和分子识别性能,进一步揭示了黄酮分子印迹聚合物的印迹、识别和传质吸附机理。主要研究结果如下:1在槲皮素分子印迹聚合物的制备中,考察了功能单体种类、反应物料配比、致孔剂种类三种因素对聚合物吸附性能的影响。最后比较得出聚合物制备的最佳条件为:4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,n(QUE):n(4-VP):n(EDMA)=1:5:25,氯仿(THM,5.5ml)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF,1.5ml)为致孔剂,在60℃下聚合24h。2红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)和比表面积分析(BET)等表征结果表明:印迹聚合物是均匀多孔的蜂窝状物质,具有与模板分子相匹配的“孔穴”,且含有反应识别官能团。3通过吸附动力学试验表明:槲皮素分子印迹聚合物初始阶段吸附速率较快,并在60min时吸附量接近饱和状态。同时考察了聚合物的等温吸附情况并进行了Scatchard模型分析,结果表明:槲皮素分子印迹聚合物对槲皮素有单一的作用位点,计算得解离常数KD=9.174mg/L,最大表观吸附量为Qmax=3875μg/g。选择性试验表明,印迹聚合物对竞争底物芦丁的分离因子为3.58,表明具有良好的特异识别能力。4在山奈素分子印迹聚合物的制备中,以山奈素为模板分子,4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯((EDMA)为交联剂,偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,在CHCl3-DMF(3:1,体积比)的溶剂体系中合成了含碱性功能基团的分子印记聚合物。通过红外光谱及扫描电镜对聚合物进行表征,并研究印记聚合物对山奈素的吸附性能及机理。静态吸附试验结果表明:该分子印记聚合物对山奈素具备良好的吸附能力,其饱和吸附量为3983μg/g,经Scatchard模型分析印记聚合物存在对模板分子均一的结合位点。通过芦丁为干扰因子的吸附特异性测定,表明印迹聚合物在山奈素-芦丁体系中的分离因子达到3.24。
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