分子烙印聚合物固定相分离咖啡因和茶碱的研究

分子烙印是一种新兴的分子识别技术,利用该技术可制备对烙印分子具有“预定”识别能力的高分子聚合物,即分子烙印聚合物（MIP）,从而可以对性质和组成相近的组如对映体等进行分离^[1,2],咖啡因与茶碱的分子烙印聚合物的制备以及二者分析已有报道^[3-9],但存在两种完全相反的结论。一种观点认为,即使以咖啡因为烙印分子,所制备的聚合物对咖啡因分子的选择性吸附能力也小于茶碱^[3-6]。而另一种观点则认为,在一定条件下,如以咖啡因分子为烙印分子的烙印聚合物对咖啡因分子具有更强的吸附能力^[7-9]。本文分别采用茶碱和咖啡因作为烙印分子,以甲基丙烯酸等为功能单体,在不同条件下制备了多种非共价型分子烙印聚合物,并系统地考察了其作 为HPLC固定相对咖啡因和茶碱的分离能力,同时也对烙印分子应具备的条件加以探讨。     

紫外光谱法选择大叶茜草素印迹聚合物制备功能单体

为了制备对大叶茜草素具有仿生识别能力的分子印迹聚合物,建立了紫外光谱法选择大叶茜草素分子印迹聚合物制备功能单体及比例的方法.利用紫外光谱法,测定了大叶茜草素与甲基丙烯酸、丙烯酰胺和4-乙烯基吡啶3种常见功能单体在乙腈中的相互作用,发现大叶茜草素与甲基丙烯酸混合溶液紫外吸收的吸光度值发生了一定的增强,说明两者能够在乙腈中形成一定的氢键作用.通过测定大叶茜草素与不同比例的甲基丙烯酸混合溶液的紫外吸收光谱的变化,发现当大叶茜草素与甲基丙烯酸物质的量之比为1∶4时,混合溶液紫外吸收与大叶茜草素溶液的差值最大,表明该比例条件下两者之间形成的氢键最强、最稳定.因此,采用甲基丙烯酸为功能单体,功能单体与模板分子比例为4∶1时制备的分子印迹聚合物将对大叶茜草素具有最佳的识别能力.     

咖啡因替代物(茶碱)分子表面印迹材料的制备及其分子识别特性研究

采用巯基-过氧化苯甲酰(BPO)氧化还原引发体系,先实现了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)在微米级硅胶微粒表面的引发接枝聚合,制得接枝微粒PGMA/SiO2.使接枝大分子PGMA的环氧基团与5-氨基水杨酸(ASA)发生开环反应,将水杨酸基团键合在接枝大分子侧链,制得功能接枝微粒SA-PGMA/SiO2,并对其化学结构与表面电性能进行了表征.考察研究了功能微粒SA-PGMA/SiO2与咖啡因替代物茶碱分子之间的相互作用力.研究表明,微粒SA-PGMA/SiO2与茶碱分子之间存在有强的次价键力(静电和氢键相互作用).在此基础上,采用本课题组建立的新型分子表面印迹技术,以咖啡因替代物茶碱为模板分子,乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)为交联剂,对接枝在硅胶表面的功能大分子链SA-PGMA进行了交联印迹,制备了茶碱分子表面印迹材料MIP-SAP/SiO2,深入考察研究了其分子识别特性.实验结果表明,相对于两种对照物甘油茶碱和苦参碱,印迹材料MIP-SAP/SiO2对茶碱分子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性,相对于甘油茶碱,印迹材料对茶碱的识别选择性系数为7.72.     

农药丙溴磷分子印迹聚合物微球的制备与结合性能研究

采用分子印迹技术,以丙溴磷为模板分子,分别以α-甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,在乙腈溶液中合成了2种对丙溴磷具有选择性结合能力的分子印迹聚合物.紫外光度法研究表明,模板分子丙溴磷与α-甲基丙烯酸之间的作用强于其与丙烯酰胺之间的作用;扫描电镜的研究则表明以α-甲基丙烯酸为功能单体合成的分子印迹聚合物呈微球形,粒径约为0.5 ～2 μm;利用平衡结合实验研究了不同功能单体制备的聚合物对模板分子的结合能力及其对底物的选择性,经Scatchard模型分析,求出了聚合物的最大表观结合量(Qmax)和平衡离解常数(Kd)分别为49.44 μmol/g 和1.05 mmol/L.研究表明以α-甲基丙烯酸为功能单体合成的分子印迹聚合物对丙溴磷表现出更强的结合能力和更高的选择性.     

表面接枝分子印迹聚合物微球的合成及评价

将聚苯乙烯-二乙烯苯微球表面功能基化, 引入引发转移终止剂(initiator-transfer-terminator agent, iniferter), 以活性自由基聚合方式研究了球形树脂表面合成印迹聚合物的方法. 在紫外光引发下, 以左旋麻黄碱为印迹分子, 甲基丙烯酸为功能单体, 在接枝Iniferter后的微球表面进行分子印迹聚合物接枝实验, 并使用不同的反应条件, 探讨了表面接枝印迹层微球制备条件对于识别能力的影响. 平衡吸附的结果表明, 表面接枝聚苯乙烯-二乙烯苯微球对于印迹分子具有亲和能力及选择性, 其识别能力来自于印迹得到的识别位点.     

沉淀聚合制备诺氟沙星-Zn2+分子印迹聚合物及其印迹方式的研究

采用沉淀聚合的方式以诺氟沙星(NFA)-Zn2+为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,分别选取酸性功能单体甲基丙烯酸与碱性功能单体4-乙烯基吡啶制备了诺氟沙星-Zn2+的分子印迹聚合物.通过紫外光谱研究发现诺氟沙星与Zn2+及两种功能单体均发生了金属配位印迹作用且形成了比例不同的印迹复合物.红外光谱的功能基团的表征结果显示,甲基丙烯酸与诺氟沙星-Zn2+形成了以诱导作用占优的三元配合物,而4-乙烯基吡啶则与诺氟沙星-Zn2+形成了共轭作用占优的三元配合物.扫描电镜及粒径分布实验表征了聚合物的物理特性,结果显示印迹聚合物的表面存在孔及孔道结构而非印迹聚合物的表面较致密不存在孔且制备的印迹聚合物的粒径均在100μm以下,其平均粒径为39μm.等温结合及选择性实验的结果表明4-乙烯基吡啶为功能单体制备的印迹聚合物的选择性识别性能优于甲基丙烯酸为功能单体制备的印迹聚合物,其特异性吸附容量和印迹指数分别为66.84μmol/g和4.207.同时在混合溶液的选择性实验中以4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体制备的印迹聚合物的选择识别诺氟沙星的能力优于以甲基丙烯酸为功能单体的聚合物,其识别因子分别为3.408和2.909,而非印迹聚合物对底物的吸附量较小且识别因子均接近于1,说明非印迹聚合物对底物的识别为非选择性的.     

Synthesis of Norfloxacin-Zinc （II） Imprinted Polymer by Precipitation Polymerization and Study on Its Imprinting Form

采用沉淀聚合的方式以诺氟沙星（NFA）-Zn2＋为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,分别选取酸性功能单体甲基丙烯酸与碱性功能单体4-乙烯基吡啶制备了诺氟沙星-Zn2＋的分子印迹聚合物.通过紫外光谱研究发现诺氟沙星与Zn2＋及两种功能单体均发生了金属配位印迹作用且形成了比例不同的印迹复合物.红外光谱的功能基团的表征结果显示,甲基丙烯酸与诺氟沙星-Zn2＋形成了以诱导作用占优的三元配合物,而4-乙烯基吡啶则与诺氟沙星-Zn2＋形成了共轭作用占优的三元配合物.扫描电镜及粒径分布实验表征了聚合物的物理特性,结果显示印迹聚合物的表面存在孔及孔道结构而非印迹聚合物的表面较致密不存在孔且制备的印迹聚合物的粒径均在100μm以下,其平均粒径为39μm.等温结合及选择性实验的结果表明4-乙烯基吡啶为功能单体制备的印迹聚合物的选择性识别性能优于甲基丙烯酸为功能单体制备的印迹聚合物,其特异性吸附容量和印迹指数分别为66.84μmol/g和4.207.同时在混合溶液的选择性实验中以4-乙烯基吡啶（4-VP）为功能单体制备的印迹聚合物的选择识别诺氟沙星的能力优于以甲基丙烯酸为功能单体的聚合物,其识别因子分别为3.408和2.909,而非印迹聚合物对底物的吸附量较小且识别因子均接近于1,说明非印迹聚合物对底物的识别为非选择性的.     

环丙沙星分子印迹聚合物的合成及识别性能研究

采用分子印迹技术合成了以环丙沙星为印迹分子,以甲基丙烯酸和4-乙烯基吡啶同时为功能单体的分子印迹聚合物。运用平衡结合实验研究了印迹聚合物的吸附特性和选择识别能力。Scatchard分析表明,在所研究的浓度范围内,分子印迹聚合物中形成了两类不同的结合位点。底物选择实验表明,这种聚合物对环丙沙星呈现高的选择结合能力。     

以马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂的咖啡因分子印迹电化学传感器

以咖啡因为模板分子, 含菲环骨架的马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂, 甲基丙烯酸为功能单体, 在玻碳电极表面以自由基热聚合的方式制备分子印迹聚合物敏感膜, 构建了测定咖啡因的新型分子印迹膜电化学传感器. 通过循环伏安法、 差分脉冲伏安法及电化学交流阻抗法研究了传感器对咖啡因的响应特性. 结果表明, 在最佳的实验条件下, 传感器的峰电流与咖啡因浓度在3.00×10^-3~2.73 mmol/L范围内呈现良好的线性关系, 检出限(S/N=3)为1.12×10^-4 mmol/L. 传感器具有良好的选择性和重现性. 将该传感器用于可口可乐饮料中咖啡因含量的测定, 平均回收率为98.7%.     

以锌原卟啉为功能单体的分子印迹聚合物对胞嘧啶的识别作用

以锌原卟啉(ZnPP)为功能单体,甲基丙烯酸为共功能单体合成了生物碱基———胞嘧啶的分子印迹聚合物.通过静态吸附紫外检测的方法,对印迹和非印迹聚合物与胞嘧啶及腺嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶的结合特性分别进行了对比,分子印迹聚合物(MIP)与非分子印迹聚合物(NMIP)对胞嘧啶的吸附率差值为20.8%,远远高于其他三种碱基,说明MIP对胞嘧啶具有分子识别能力,实现了对胞嘧啶的分子识别.     

电子束辐射聚合制备槲皮素-镍(Ⅱ)金属配位分子印迹聚合物及其识别性能研究

以电子束为辐照射线源,采用辐射聚合法成功制备了槲皮素-Ni(Ⅱ)金属配位分子印迹聚合物.通过紫外光谱研究了槲皮素与Ni(Ⅱ)之间的配位结构、配位作用方式及配位比,并按照1∶2的比例形成稳定配合物,同时也验证了槲皮素、Ni(Ⅱ)及功能单体甲基丙烯酸三者发生了金属配位印迹作用.利用红外光谱对产物的结构进行了表征.透射电镜、扫描电镜、吸附动力学实验分别考察辐射剂量对聚合物的微观形貌、吸附动力学性能的影响,结果表明辐射剂量对印迹聚合物的吸附性能有显著影响.同时选择性吸附实验结果显示该印迹聚合物对槲皮素-Ni(Ⅱ)配合物表现出明显的吸附选择性和特异性,最大结合量可达82.22μmol/g.对黄芩素和柚皮素的吸附选择性较差,分离因子分别为3.915和5.443.     

硅胶表面苯并噻吩分子印迹聚合物的分子识别与吸附性能

选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和α-甲基丙烯酸修饰的硅胶作为载体,以甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,苯并噻吩为模板分子,合成一种具有选择性识别苯并噻吩分子的印迹聚合物。采用红外光谱、元素分析及N2吸附对其结构进行了表征,以模拟汽油通过静态吸附对其吸附性能进行了研究。结果表明,在硅胶载体表面成功地嫁接了多孔的分子印迹聚合物薄层。印迹聚合物对苯并噻吩具有良好的识别性能,对苯并噻吩的吸附动力学满足Langergren准一级反应动力学方程,吸附过程属于单分子层吸附。符合Langmuir吸附模型印迹聚合物对苯并噻吩的平衡吸附容量达57.4×10-3,而非印迹聚合物的吸附容量为33.1×10-3。印迹聚合物在经过多次再生后其吸附容量基本不变,从而为在汽油深度脱硫中有效脱除噻吩类硫化物提供了一种新技术途径。     

4-甲基咪唑磁性表面分子印迹聚合物的制备及其应用

以4-甲基咪唑(4-MI)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,利用Fe₃O₄磁性纳米微球制备了具有特异性识别能力的磁性表面分子印迹聚合物(MIP),并用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对聚合物进行了表征,结果显示磁性载体表面包覆了分子印迹聚合物薄层。用紫外分光光度法对4-MI与MAA的相互作用进行了分析,结果表明主客体主要存在形式为1个4-MI被1个MAA所包围。通过紫外分光光度法对磁性印迹聚合物的吸附性能进行了研究,静态吸附平衡实验和Scatchard分析结果表明Fe₃O₄@(4-MI-MIP)中存在两类不同的结合位点,最大吸附量分别为40.31 mg/g和23.07 mg/g,平衡解离常数分别为64.85 mg/L和30.41 mg/L。动力学研究表明准二级动力学方程能较好地拟合动力学实验结果,该过程符合准二级动力学模型。该磁性印迹聚合物应用于环境水样中4-MI的吸附,取得了较满意的结果。     

红霉素分子印迹二维光子晶体水凝胶传感器的研究

以红霉素为印迹分子,聚苯乙烯二维光子晶体为模板,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸甲酯为交联剂,2,2-二乙氧基苯乙酮为引发剂,紫外光引发聚合,在甲醇-乙酸(9∶1, V/V)中洗脱印迹分子,得到能够特异性识别红霉素的分子印迹二维光子晶体水凝胶.通过测试德拜环直径变化,研究了此水凝胶在红霉素溶液中的响应性能.实验结果表明,当红霉素的浓度从0增加到1×10-6 mol/L时,德拜环直径增加6 mm, 相应的晶格间距减小30 nm.此外,水凝胶在1×10-6 mol/L红霉素的类似物罗红霉素、琥乙红霉素溶液中,德拜环直径仅分别增加1.5和2.0 mm,表明此光子晶体水凝胶具有良好的选择性,有望用于红霉素低成本的简易检测.     

Enantiomeric Resolution on L—Carnitine Selective Polymers Prepared by Molecular Imprinting

L-carnitine selective polymers were prepared by molecular imprinting using methacrylic acid as the functional monomer. The acid function of the monomer is expected to form hydrogen bond and ionic interactions with the amine function of the target molecule L-carnitine.The imprinted polymers were used as stationary phases in high-performance liquid chromatography (HPLC). It was shown that L-carnitine imprinted polymer exhibited a higher affinity to its template molecule,while the non-imprinted polymer had no affinity to the compounds tested. Racemic carnitine hydrochloride was efficiently resolved on the L-carnitine imprinted polymer, and the separation factor is 1.9.     

Design of EGDMA‐Crosslinked Theophylline Imprinted Polymer with High Specificity and Selectivity

An attempt has been made to design theophylline selective polymers with maximum selectivity and specificity, and to relate the rebinding capacity of the polymers with the degree of crosslinking, as well as with the template‐monomer ratio. The theophylline imprinted and non‐imprinted polymers based on methacrylic acid as the functional monomer and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as crosslinking agent (35–80 mol%) were prepared. The developed imprinted polymers were characterized by FT‐IR, ¹H and ¹³C‐NMR spectra. Equilibrium binding of theophylline by the imprinted and non‐imprinted polymers were investigated and optimized the conditions. Imprinted polymers showed specific binding of the template theophylline. Selectivity of the imprinted polymers was investigated towards caffeine and nicotine. Imprinted polymers showed specific and selective binding of theophylline, which varied with the degree of EGDMA crosslinking. Equilibrium rebinding experiments proved that imprinted polymer with moderate (70%) crosslinking with 1∶2 template‐functional monomer ratio is ideal with maximum specificity and selectivity.     

美托洛尔球形分子烙印聚合物的制备及吸附性能考察

以聚苯乙烯乳液为种球，以药品美托洛尔为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，采用两步溶胀和种子悬浮聚合方法，通过优化反应条件，制得单分散性优良的球形分子烙印聚合物（molecularly imprinted polymers，MIPs）。重点讨论了致孔剂、分散剂和乳化剂的选择、搅拌速度对聚合物的粒径大小和分布、表观形态及吸附性能等的影响。通过聚合物对几种β-受体类药物分子的平衡吸附实验表明，MIP对模板分子美托洛尔具有良好的识别能力。     

尼卡地平分子聚合物的制备及识别性能研究

采用分子印迹技术合成了以尼卡地平为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体的分子印迹聚合物(MIP).运用平衡结合实验研究了聚合物的吸附特性和选择识别能力.通过Scatchard方程分析,结合位点的离解常数Kd=1.03 mmol·L-1,最大表观结合常数Qmax=18.76 μmol·g-1.结果表明,分子印迹聚合物对尼卡地平呈现出较高的吸附性和选择识别性,对尼卡地平药物的分离富集和检测具有实际临床意义.