專利名稱：：用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法
技術領域：
：本發明涉及離子表面印跡材料的制備方法，具體為用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法。
背景技術：
：苦參堿類物質主要來源于豆科植物苦參及苦豆子，是一類具有抗腫瘤、抗菌和抗病毒等多種藥理作用與功效的生物堿。由于苦參堿作為抗癌藥物具有重大的開發價值，近年來國內外對苦參堿的研究開發備受關注?？鄥A是從苦參及苦豆子的浸出液中提取純化的，由于浸出液中含有至少21種生物堿與多種黃酮類物質，因此是一項十分復雜的生物活性成分提取工程。分子印跡材料是被精心裁制的一類功能聚合物材料，其內部分布有大量模板分子的印跡空穴，這些空穴與模板分子在尺寸大小、空間結構、結合位點等方面高度地相匹配，使得分子印跡材料對模板分子具有特異的識別選擇性與優良的結合親和性，被人們稱為人工抗體或人工接受器。由于分子印跡材料可以在分子水平上對模板分子進行選擇性識別，目前，已被廣泛地用于各種高科技領域，尤其在物質的分離、純化與富集、構建各類傳感器、制備色譜固定相、模擬抗體進行免疫測定以及用于催化模擬等領域。制備分子印跡材料的傳統方法是包埋法，該方法缺點有對模板分子包埋過深或過緊，不但洗脫困難，而且印跡空穴數目受限，印跡效率不高；由于孔道深，模板分子擴散阻力大，傳質速度慢，不易與識別位點結合；粉碎研磨過程使大量印跡空穴遭受破壞，使材料的結合性能降低。為有效地克服上述缺點，近幾年一些研究者探索出了一種表面印跡技術，即將載體、聚合單體、交聯劑、模板分子混合，反應后將模板分子洗去即制得了表面印跡材料。目前，在苦參堿分離提純領域，有人首先將硅膠微粒表面物理涂覆一層功能大分子殼聚糖，吸附苦參堿后加入交聯劑環氧氯丙烷進行交聯，最后脫去苦參堿后在硅膠微粒表面的功能大分子殼聚糖上留下了苦參堿的空穴。這種方法制得的印跡材料由于功能大分子殼聚糖分子量低，功能基團含量少，所以吸附量很小，分離苦參堿的效果差，效率低，而且功能大分子殼聚糖與硅膠微粒只是依靠物理吸附相互作用，制備的材料力學穩定性較差。也有人將活化硅膠、功能單體以及酚類混合，形成復合前驅體，然后氧化聚合交聯，除去目標分子后在硅膠表面形成一層印跡聚合物，這種方法在交聯反應時，大量溶解在溶劑中的功能單體會首先進行聚合反應，形成傳統的印跡聚合物，導致功能單體利用率低，而且制得的印跡材料接枝率低，吸附容量小，吸附效率低。
發明內容本發明為了解決目前分離苦參堿類物質的表面印跡材料效率低的問題，提供一種用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法。本發明是采用如下技術方案實現的一種用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法，包括以下步驟1、硅膠微粒的活化將2530g硅膠微粒加入到130150mL濃度為5%10%的鹽酸水溶液中，在回流溫度下攪拌活化810h后，過濾，用蒸餾水洗滌濾餅，在真空烘箱中真空干燥2430h，得到活化的硅膠微粒；2、硅膠微粒表面化學鍵連含雙鍵的硅烷偶聯劑將810g活化后的硅膠微粒加入到四口燒瓶中，再加入300400mL體積比為1:1乙醇與水的混合溶劑中攪拌，然后加入810mL含雙鍵的硅烷偶聯劑，在455(TC下反應2428h，反應結束后將產物在索氏抽提器中用乙醇洗滌，除去體系中未反應的硅烷偶聯劑，最后在真空烘箱中真空干燥2430h，得到改性的硅膠微粒(MPS-Si02);3、硅膠微粒表面化學接枝聚甲基丙烯酸四口燒瓶中加入200300mL水、35g改性的硅膠微粒(MPS-Si02)和1015g甲基丙烯酸，用N2排空氣30min，并在N2保護下攪拌0.5h，使改性的硅膠微粒(MPS-Si02)充分分散，升至7075"，加入單體甲基丙烯酸質量0.50.6%的過硫酸銨作為引發劑，于7075t:下在攪拌中進行接枝聚合反應.反應24h后，抽濾，得到接枝微粒(PMAA/Si02)，再在索氏抽提器中用無水乙醇抽提24h，以除去物理吸附在接枝微粒(PMAA/Si02)表面的物質，然后進行真空干燥；4、硅膠微粒表面分子印跡材料的制備稱取12g接枝微粒(PMAA/Si02)與50mL濃度為81Ommol/L的苦參堿類物質水溶液混和，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH=9，在恒溫振蕩器中恒溫振蕩56h，使接枝微粒(PMAA/Si02)對苦參堿類物質的吸附達到飽和，濾出微粒，真空干燥，取12g飽和吸附了苦參堿類物質的接枝微粒(PMAA/Si02)，置于濃度為81Ommol/L苦參堿類物質的體積濃度為50%的乙醇水溶液中，乙醇水溶液用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH=9，加入0.10.2mL的交聯劑乙二醇二縮水甘油醚(EGDE)，在506(TC下攪拌反應810h，反應結束后，用含有NaCl的乙酸水溶液反復洗滌產物微粒，并用蒸餾水與無水乙醇反復洗滌，除去苦參堿類物質模板分子，抽濾，抽真空烘干即可制得苦參堿類物質表面分子印跡材料(MIP-PMAA/Si02)。所述含雙鍵硅烷偶聯劑為Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基烯丙基硅烷或三甲氧基乙烯基硅烷。所述苦參堿類物質為氧化苦參堿、苦參堿、異苦參堿或羥基苦參堿。所述交聯劑也可以為1，4-二氯丁烷、1，6-二氯己烷或環氧氯丙烷。效果證明實驗一配制含苦參堿和金雀花堿濃度均為8mmol/L的混和溶液，取25mL混和溶液于具塞錐形瓶中，加入準確稱量的約0.lg的苦參堿分子表面印跡材料MIP-PMAA/SiOy在恒溫振蕩器中振蕩5h，使結合達到平衡，離心分離，測定上清液中苦參堿與金雀花堿的濃度，根據式(1)計算出兩種物質的平衡結合容量，根據式(2)與式(3)計算MIP_PMAA/Si02對兩種物質的分配系數Kd以及選擇性系數k，結果列于表1。么丄(C。-CJ(1)式中，Qe(mgg—0是平衡結合容量；V(L)是溶液的體積；C。(mgL—0是溶液的初始濃度；Ce(mgL—0是平衡濃度；m(g)是MIP_PMAA/Si02的質量。&=養(2)式中，Qe(mgg-0是平衡結合容量;Ce(mgL-"是平衡濃度。A=(3)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，KJA)是MIP_PMAA/Si02對模板分子的分配系數；Kd(B)是MIP_PMAA/Si02對參比分子的分配系數。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(4)式中，k'是相對選擇性系數，kimpr是印跡材料MIP-PMAA/Si(^對苦參堿的選擇性系數；kn。n—是非印跡材料PMAA/Si02對苦參堿的選擇性系數.表1MIP_PMAA/Si02對不種物質的分配系數以及選擇性系數<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由上述表格可看出，按照本發明所述方法制得的硅膠表面苦參堿分子表面印跡材料對苦參堿的分配系數及選擇性系數遠遠大于金雀花堿，說明本方法制備的印跡材料能夠高效地分離富集苦參堿。效果證明實驗二配制含苦參堿和羥基苦參堿濃度均為8mmol/L的混和溶液，取25mL混和溶液于具塞錐形瓶中，加入準確稱量的約0.lg的苦參堿分子表面印跡材料MIP-PMAA/Si(^，在恒溫振蕩器中振蕩5h，使結合達到平衡，離心分離，測定上清液中苦參堿與羥基苦參堿的濃度，根據式(1)計算出兩種物質的平衡結合容量，根據式(2)，式(3)與式(4)分別計算MIP-PMAA/Si(^對兩種物質的分配系數Kd，選擇性系數k以及相對選擇性系數k'，結果列于表2。表2MIP_PMAA/Si02對不種物質的分配系數以及選擇性系數<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由上述表格可看出，按照實施例2所述方法制得的硅膠表面苦參堿分子表面印跡材料對苦參堿的分配系數及選擇性系數遠遠大于羥基苦參堿，說明本方法制備的印跡材料能夠高效地分離富集苦參堿。本發明以甲基丙烯酸作為接枝于微?；蛭⑶虮砻娴墓δ艽蠓肿硬牧?，選擇含雙鍵硅烷偶聯劑為交聯劑，制得了對苦參堿分子結合速度快、識別選擇性強、結合容量高的表面印跡材料。同時，由于使用了硅膠基質，極大地提高了印跡材料的機械強度。本發明所述方法制備的表面印跡材料適合于工業化生產的要求，材料利用率高，成本低，對苦參堿分子有很好的選擇性，很強的識別和結合性，并具有很好的脫附性能。本發明所制得的印跡材料對模板分子苦參堿分子具有高的結合容量與優良的分子識別選擇性，為苦參堿類物質分子印跡聚合物的制備提供了一種可行的制備方案。圖1為制備苦參堿表面印跡材料IIP_PA0/Si02的化學反應過程。具體實施方式實施例1將30g硅膠微粒加入到150mL濃度為9%的鹽酸水溶液中，在回流溫度下攪拌活化，使硅膠微粒表面具有較多的羥基，活化8h后，過濾，用蒸餾水充分洗滌濾餅，最后在真空烘箱中真空干燥26h，得到活化的硅膠微粒。將10g活化后的硅膠微粒加入到四口燒瓶中，再加入360mL體積比為1:1的乙醇與水的混合溶劑中攪拌，然后加入10mLY-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570，在48°C下反應27h，反應結束后將產物在索氏抽提器中用乙醇洗滌，除去體系中未反應的y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570，最后在真空烘箱中真空干燥24h，得到經y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570改性的硅膠微粒MPS-Si02。在四口燒瓶中加入200mL水、5g硅膠微粒MPS_Si02和13g單體甲基丙烯酸，用N2排空氣30min，并在N2保護下攪拌0.5h，使硅膠微粒MPS_Si02充分分散，升至7(TC，加入單體甲基丙烯酸質量0.6%的過硫酸銨作為引發劑，于7(TC下在攪拌中進行接枝聚合反應。反應24h后，抽濾，得到接枝微粒PMAA/Si(^。再在索氏抽提器中用無水乙醇抽提24h，以除去物理吸附在微球表面的聚合物，然后進行真空干燥。稱取lg接枝微粒PMAA/Si02與50mL濃度為9mmol/L的苦參堿水溶液混和，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH=9，在恒溫振蕩器中恒溫振蕩5h，使接枝微粒對苦參堿的吸附達到飽和，濾出微粒，真空干燥。取lg飽和吸附了苦參堿的接枝微粒PMAA/Si02置于含苦參堿9mmol/L的乙醇和水混合溶液(體積比1:1)中，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的PH=9，加入0.lmL的交聯劑乙二醇二縮水甘油醚EGDE，在5(TC下攪拌反應8h。反應結束后，用含有NaCl的乙酸水溶液反復洗滌產物微粒，并用蒸餾水與無水乙醇反復洗滌，除去模板分子苦參堿，抽濾，抽真空烘干即可制得苦參堿印跡材料MIP-PMAA/Si02。上述制備過程化學反應如圖1所示。實施例2將28g硅膠微粒加入到140mL濃度為5%的鹽酸水溶液中，在回流溫度下攪拌活化，使硅膠微粒表面具有較多的羥基，活化10h后，過濾，用蒸餾水充分洗滌濾餅，最后在真空烘箱中真空干燥28h，得到活化的硅膠微粒。將9g活化后的硅膠加入到四口燒瓶中，再加入330mL乙醇與水的混合溶劑(體積比為1:1)中攪拌，然后加入8mL三甲氧基烯丙基硅烷，在47t:下反應24h，反應結束后將產物在索氏抽提器中用乙醇洗滌，除去體系中未反應的三甲氧基烯丙基硅烷，最后在真空烘箱中真空干燥30h，得到改性的硅膠微粒MPS-Si02。在四口燒瓶中加入230mL水、4g改性的硅膠微粒MPS_Si02和10g甲基丙烯酸，用N2排空氣30min，并在N2保護下攪拌0.5h，升至75°C，加入單體質量0.5%的引發劑過硫酸銨，于75°C下在攪拌中進行接枝聚合反應。反應24h后，抽濾，得到接枝微粒PMAA/SiO"再在索氏抽提器中用無水乙醇抽提24h，以除去物理吸附在微球表面的聚合物，然后進行真空干燥。稱取2g接枝微粒PMAA/Si02與40mL濃度為1Ommol/L的氧化苦參堿水溶液混和，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的PH=9，在恒溫振蕩器中恒溫振蕩6h，使接枝微粒對氧化苦參堿的吸附達到飽和，濾出微粒，真空干燥。取2g飽和吸附了的PMAA/Si02置于含氧化苦參堿10mmol/L的乙醇和水混合溶液(體積比l:1)中，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH二9，加入0.2mL的交聯劑1，4-二氯丁烷，在6(TC下攪拌反應10h。反應結束后，用含有NaCl的乙酸水溶液反復洗滌產物微粒，并用蒸餾水與無水乙醇反復洗滌，除去模板分子苦參堿，抽濾，抽真空烘干即可制得氧化苦參堿印跡材料MIP_PMAA/Si02。實施例3將25g硅膠微粒加入到145mL濃度為8%的鹽酸水溶液中，在回流溫度下攪拌活化，使硅膠微粒表面具有較多的羥基，活化9h后，過濾，用蒸餾水充分洗滌濾餅，最后在真空烘箱中真空干燥30h，得到活化的硅膠微粒。將8g活化后的硅膠加入到四口燒瓶中，再加入300mL乙醇與水的混合溶劑(體積比為1:1)中攪拌，然后加入9mL三甲氧基烯丙基硅烷，在45t:下反應26h，反應結束后將產物在索氏抽提器中用乙醇洗滌，除去體系中未反應的三甲氧基烯丙基硅烷，最后在真空烘箱中真空干燥28h，得到改性的硅膠微粒MPS-SiO"在四口燒瓶中加入250mL水、3g改性的硅膠微粒MPS_Si02和12g甲基丙烯酸，用N2排空氣30min，并在N2保護下攪拌0.5h，升至73°C，加入單體質量0.5%的引發劑過硫酸銨，于73°C下在攪拌中進行接枝聚合反應。反應24h后，抽濾，得到接枝微粒PMAA/SiO"再在索氏抽提器中用無水乙醇抽提24h，以除去物理吸附在微球表面的聚合物，然后進行真空干燥。稱取lg接枝微粒PMAA/Si02與40mL濃度為9mmol/L的異苦參堿水溶液混和，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的PH=9，在恒溫振蕩器中恒溫振蕩6h，使接枝微粒對異苦參堿的吸附達到飽和，濾出微粒，真空干燥。取lg飽和吸附的PMAA/Si(^置于含異苦參堿9mmol/L的乙醇和水混合溶液(體積比1:1)中，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH=9，加入0.lmL的交聯劑1，6-二氯己烷，在54t:下攪拌反應9h。反應結束后，用含有NaCl的乙酸水溶液反復洗滌產物微粒，并用蒸餾水與無水乙醇反復洗滌，除去模板分子苦參堿，抽濾，抽真空烘干即可制得異苦參堿印跡材料MIP_PMAA/Si02。實施例4將26g硅膠微粒加入到130mL濃度為10%的鹽酸水溶液中，在回流溫度下攪拌活化，使硅膠微粒表面具有較多的羥基，活化8h后，過濾，用蒸餾水充分洗滌濾餅，最后在真空烘箱中真空干燥24h，得到活化的硅膠微粒。將10g活化后的硅膠微粒加入到四口燒瓶中，再加入400mL體積比為1:1的乙醇與水的混合溶劑中攪拌，然后加入10mLY-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570，在5(TC下反應24h，反應結束后將產物在索氏抽提器中用乙醇洗滌，除去體系中未反應的y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570，最后在真空烘箱中真空干燥26h，得到經y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH-570改性的硅膠微粒MPS-Si02。在四口燒瓶中加入300mL水、5g硅膠微粒MPS_Si02和15g單體甲基丙烯酸，用N2排空氣30min，并在N2保護下攪拌0.5h，使硅膠微粒MPS_Si02充分分散，升至72t:，加入單體甲基丙烯酸質量0.6%的過硫酸銨作為引發劑，于72t:下在攪拌中進行接枝聚合反應。反應24h后，抽濾，得到接枝微粒PMAA/Si(^。再在索氏抽提器中用無水乙醇抽提24h，以除去物理吸附在微球表面的聚合物，然后進行真空干燥。稱取2g接枝微粒PMAA/Si02與50mL濃度為8mmol/L的羥基苦參堿水溶液混和，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH=9，在恒溫振蕩器中恒溫振蕩5h，使接枝微粒對羥基苦參堿的吸附達到飽和，濾出微粒，真空干燥。取2g飽和吸附了羥基苦參堿的接枝微粒PMAA/Si02置于羥基苦參堿8mmol/L的乙醇和水混合溶液(體積比l:1)中，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH二9，加入0.lmL的交聯劑環氧氯丙烷，在56t:下攪拌反應8h。反應結束后，用含有NaCl的乙酸水溶液反復洗滌產物微粒，并用蒸餾水與無水乙醇反復洗滌，除去模板分子苦參堿，抽濾，抽真空烘干即可制得羥基苦參堿印跡材料MIP-PMAA/Si02。權利要求一種用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)、硅膠微粒的活化將25～30g硅膠微粒加入到130～150mL濃度為5％～10％的鹽酸水溶液中，在回流溫度下攪拌活化8～10h后，過濾，用蒸餾水洗滌濾餅，在真空烘箱中真空干燥24～30h，得到活化的硅膠微粒；(2)、硅膠微粒表面化學鍵連含雙鍵的硅烷偶聯劑將8～10g活化后的硅膠微粒加入到四口燒瓶中，再加入300～400mL體積比為1∶1乙醇與水的混合溶劑中攪拌，然后加入8～10mL含雙鍵的硅烷偶聯劑，在45～50℃下反應24～28h，反應結束后將產物在索氏抽提器中用乙醇洗滌，除去體系中未反應的硅烷偶聯劑，最后在真空烘箱中真空干燥24～30h，得到改性的硅膠微粒；(3)、硅膠微粒表面化學接枝聚甲基丙烯酸四口燒瓶中加入200～300mL水、3～5g改性的硅膠微粒和10～15g甲基丙烯酸，用N2排空氣30min，并在N2保護下攪拌0.5h，使改性的硅膠微粒充分分散，升至70～75℃，加入單體甲基丙烯酸質量0.5～0.6％的過硫酸銨作為引發劑，于70～75℃下在攪拌中進行接枝聚合反應.反應24h后，抽濾，得到接枝微粒，再在索氏抽提器中用無水乙醇抽提24h，以除去物理吸附在微球表面的聚合物，然后進行真空干燥；(4)、硅膠微粒表面分子印跡聚合物的制備稱取1～2g接枝微粒與50mL濃度為8～10mmol/L的苦參堿類物質水溶液混和，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH＝9，在恒溫振蕩器中恒溫振蕩5～6h，使接枝微粒對苦參堿類物質的吸附達到飽和，濾出微粒，真空干燥，取1～2g飽和吸附了苦參堿的接枝微粒，置于濃度為8～10mmol/L苦參堿類物質的體積濃度為50％的乙醇水溶液中，用稀氫氧化鈉溶液調節體系的pH＝9，加入0.1～0.2mL的交聯劑乙二醇二縮水甘油醚，在50～60℃下攪拌反應8～10h，反應結束后，用含有NaCl的乙酸水溶液反復洗滌產物微粒，并用蒸餾水與無水乙醇反復洗滌，除去苦參堿類物質模板分子，抽濾，抽真空烘干即可制得苦參堿類物質分子印跡材料。2.根據權利要求1所述用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法，其特征是所述含雙鍵硅烷偶聯劑為Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基烯丙基硅烷或三甲氧基乙烯基硅烷。3.根據權利要求1或2所述用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法，其特征是所述交聯劑也可以為1，4-二氯丁烷、1，6-二氯己烷或環氧氯丙烷。4.根據權利要求1或2所述用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法，其特征是所述苦參堿類物質為氧化苦參堿、苦參堿、異苦參堿或羥基苦參堿。全文摘要本發明公開了一種用于苦參堿類物質分離提純的表面印跡材料的制備方法，是為了解決目前分離苦參堿的表面印跡材料效率低的問題，包括以下步驟硅膠微粒的活化硅膠微粒表面化學鍵連含雙鍵的硅烷偶聯劑硅膠微粒表面化學接枝聚甲基丙烯酸硅膠微粒表面分子印跡聚合物的制備。本發明以硅膠微粒為載體，甲基丙烯酸作為接枝于微?；蛭⑶虮砻娴墓δ艽蠓肿硬牧?，以雙鍵硅烷偶聯劑為交聯劑，制得了對苦參堿類物質分子結合速度快、識別選擇性強、結合容量高的表面印跡材料，所述方法制備的表面印跡材料適合于工業化生產的要求，材料利用率高，成本低，對苦參堿類物質分子有很好的選擇性，很強的識別和結合性，并具有很好的脫附性能。文檔編號C09C1/28GK101775152SQ201010115069公開日2010年7月14日申請日期2010年2月25日優先權日2010年2月25日發明者喻華兵,安富強,杜瑞奎,王蕊欣,高保嬌申請人:中北大學