CN102600813A - 一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料，其特征是：选用丝瓜络为基体材料，以青蒿素为模板分子，衣康酸和丙烯酰胺作为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，偶氮二异丁腈作为引发剂，N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂制备获得聚合物后以正己烷-乙醚混合溶液去除其中的青蒿素来制备的，还提供了上述的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备方法和应用方法，本发明的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料可在常温常压条件下可将青蒿素与其结构相似物分离，具有特异性和选择性及良好的机械性能，有很好的化学稳定性，吸附速度快，容易洗脱，可生物降解，工艺简单，具有再生能力，并具有环境友好等优点。

Description

一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及的是一种分子印迹吸附材料的制备方法与应用技术，特别涉及一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法及在药品检测、提纯中的应用技术。

背景技术

青蒿素是从黄花蒿中分离出来的含过氧桥的新型倍半萜内酯，具有抗疟、抗菌、解热、增强免疫等药理活性，且毒性低，无副作用，是世界卫生组织推荐的治疗疟疾的首选药物。青蒿素有效成分的检测和提纯对于药品的质量十分重要，在有效成分含量很低的天然药物中提取分离方面，具有独特优势超临界CO₂萃取，具有价格低、无毒、可循环使用、时间短；常温提取，青蒿素不发生热分解等化学变化。但超临界萃取的青蒿素粗品含量较低，需提纯才能达到药用要求。胡淼等(华西药学杂志，2005，20(4)，283～285)以超临界萃取的青蒿素粗提取物为原料，经硅胶柱层析提纯，青蒿素含量从15％提高到70％。由于天然药品的基质比较复杂，给检测带来了困难，因此合成一种对青蒿素特异选择性的吸附材料对分离、提纯、检测青蒿素十分重要。

具有分子识别功能的高选择性材料，一直受到人们的关注。分子印迹技术是当前制备高选择性材料的主要方法之一。依据此技术制备的分子印迹聚合物，由于对印迹分子的立体结构具有“记忆”功能而表现预定、专一的识别性能，在分离科学、生物模拟科学等领域有十分广阔的应用前景。印迹聚合物的传统制备方法是：将模板分子、功能单体、交联剂和引发剂按一定配比溶解在溶剂(致孔剂)中，在适当条件下引发聚合后得到块状的高度交联刚性聚合物；然后经粉碎、过筛而得到尺寸符合要求的粒子。此方法所需装置简单，普适性强，但通常存在以下问题：(1)在研磨过程中可控性差，不可避免地产生一些不规则颗粒，同时破坏部分印迹点。经筛分后获得的合格颗粒一般低于50％，造成明显浪费；(2)存在模板分子包埋过深、难以洗脱、模板渗漏和机械性能低；(3)印迹位点分布不均一，一部分处于颗粒孔避上，其传质速率较快，而另一些包埋在聚合物本体之中，受位阻影响，可接近性差，再结合模板分子的速率慢，从而降低了印迹位点的利用率。为了解决上述问题，表面印迹作为一种新的方法近年来成为研究的热点。所谓表面分子印迹就是采取一定的措施把所有的结合位点结合在具有良好可接近性的表面上，从而有利于模板分子的脱除和再结合。所以选择理想的支持体合成表面印迹吸附材料很重要，目前所用的支持体主要是碳微球和硅胶颗粒，申请号为200410072308.3、201010156001.7、201010242495.0的专利中公开都是以硅胶球为支持的印迹吸附材料；申请号为201010137822.6的专利中公开一种以碳微球为支持的印迹吸附材料。

资源短缺和环境污染已经成为当今世界的两大主要问题，因此，利用天然可再生资源，开发环境友好型产品和技术将成为可持续发展的必然趋势。丝瓜络是地球非常丰富的再生资源，具有质轻价廉、可降解和环境友好等特点，而且其具有亲水性，还带有丰富的配位基、很容易进行化学改性，是理想聚合物支持体。国内丝瓜络改性后作为吸附剂在金属离子吸附中的应用，在申请号为200810034735.0的专利中公开了丝瓜络的碱化改性方法及其应用；在申请号为200810034737.X的专利中公开了醚化丝瓜络的制备方法及其在金属离子吸附中的应用。

国外对丝瓜络化学改性和吸附性能也有研究，Nasreen等研究了采用丝瓜络为固定化载体，附着对金属离子有特殊吸附功能的微球藻，用以处理含Cd²⁺污水。而用丝瓜络作为支持体合成青蒿素分子印迹吸附材料的未见公开的专利和文献报道。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法，主要是以丝瓜络为支持体，在其表面印迹上青蒿素分子，合成对青蒿素分子具有高选择性、有特异识别能力的吸附材料。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法，特征在于该方法具有以下工艺步骤：

(1)丝瓜络的碱化处理：将天然材料丝瓜络与适量的质量百分浓度为5～10％的NaOH乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，室温下反应24h，碱性混合体系共沸反应0.5～2h，冷却后用去离子水洗涤至中性，抽滤后60℃烘干，得碱化丝瓜络；

(2)丝瓜络的酰基化处理：将10～21％碱化丝瓜络于反应器中加入60～75％三氯甲烷，在氩气的保护下搅拌10min，用恒压漏斗逐滴加入4～10％丙烯酰氯，滴完后搅拌10min，再用恒压漏斗逐滴加入6～12％三乙胺，滴加完毕后，室温下搅拌24～32h，过滤，依次用三氯甲烷、甲醇洗涤，干燥得到酰基化丝瓜络；

(3)丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备：按如下组成质量百分比加入，青蒿素：0.4～1.2％，N，N-二甲基甲酰胺：35～55％，衣康酸：2.0～7.5％，丙烯酰胺：1.0～4.2％，酰基化丝瓜络：9.5～22％，乙二醇二甲基丙烯酸酯：25～36％，偶氮二异丁腈：0.3～1.0％，各组分含量之和为百分之百，通入惰性气体15min除去氧气，密封与空气隔绝，于65～70℃恒温水浴中反应26～36h，过滤洗涤；

(4)模板离子的脱除：以体积比为(4～5)∶1的正己烷-乙醚混合溶液索氏萃取10～15h，再用乙腈洗去残留的正己烷和乙醚，过滤，置于60℃真空干燥箱中干燥，即为青蒿素分子印迹吸附材料。

本发明的第二个目的是提供丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料在分析化学中对青蒿素有特异性的识别识别能力和青蒿素粗品提纯中的应用。特征为：将制备好的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制作成吸附柱，按动态法吸附，流速为0.45～0.80mL/min。吸附后用体积比为4∶1的正己烷-乙醚混合溶液洗脱，流速为0.25～0.45mL/min。洗脱液可用做测定青蒿素的含量；另外，收集洗脱液蒸干，溶于乙醇中重结晶，冷却，过滤，虑瓶真空干燥，得到青蒿素结晶。

本发明的优点及效果是：

(1)本发明获得高选择性吸附材料是丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料，以衣康酸和.丙烯酰胺为功能单体，与青蒿素为印迹分子，丝瓜络为支持体，再加交联剂采用本体聚合的方法制备丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料。该法制得的青蒿素分子印迹聚合物具有特定的空穴，对青蒿素具有特异的识别能力，选择性较高，对其它共存物质不吸附。

(2)本发明丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备过程简单，条件易于控制，生产成本低。

(3)本发明制备丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料，由于是在丝瓜络表面修饰上分子印迹聚合物，其吸附位点都在吸附剂的表面，有利于模板分子吸附和洗脱，洗脱时间短，吸附能力强、效率高，其对青蒿素分子最大吸附容量为252mg/g，最高吸附率可达92.5％。所用的支持原料丝瓜络来源广泛，可生物降解，并且是再生资源，大量使用可带动我国农业尤其是贫困落后地区的农业产业化进程，提高农民的收入，具有经济和社会双重效益。

(4)本发明制备丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料，有良好的物理化学稳定性和优异的机械稳定性，对青蒿素分子吸附操作简单。

具体实施方式

实施例1

(1)丝瓜络预处理：丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用60目的筛子过筛；

(2)丝瓜络的碱处理：将粉碎的丝瓜络按总质量的50％，用浓度为5％的NaOH溶液和20％乙醇溶液混合浸没共沸0.5h，冷却后用去离子水洗涤至pH为7，抽滤后在60℃下烘干，得到碱化的丝瓜络；

(3)酰基化丝瓜络：在具塞的三角瓶中，加入5.0g碱化丝瓜络和20g三氯甲烷，在氩气的保护下搅拌10min，用恒压漏斗逐滴加入2g丙烯酰氯，滴完后搅拌10min，再用恒压漏斗逐滴加入3.5mL三乙胺，滴加完毕后，室温下搅拌24h，过滤，依次用三氯甲烷、甲醇洗涤，干燥得到酰基化丝瓜络；

(4)丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备：在四口烧瓶中加入11mL N，N-二甲基甲酰胺，再加入0.20g青蒿素、1.0g衣康酸，0.55g丙烯酰胺，常温下搅拌充分溶解后，加入8.Og乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.1g偶氮二异丁腈，3.0g酰基化丝瓜络，通入氩气15min除去氧气，密封与空气隔绝，于65℃恒温水浴中反应30h，过滤洗涤；

(5)模板离子的脱除：以体积比为4∶1的正己烷-乙醚混合溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗去残留的正己烷和乙醚，过滤，置于60℃真空干燥箱中干燥，即为青蒿素分子印迹吸附材料。

实施例2

1)丝瓜络预处理：丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用60目的筛子过筛；

(2)丝瓜络的碱处理：将粉碎的丝瓜络按总质量的50％，用浓度为5％的NaOH溶液和20％乙醇溶液混合浸没共沸1.0h，冷却后用去离子水洗涤至pH为7，抽滤后在60℃下烘干，得到碱化的丝瓜络；

(3)酰基化丝瓜络：在具塞的三角瓶中，加入4.0g碱化丝瓜络和15g三氯甲烷，在氩气的保护下搅拌10min，用恒压漏斗逐滴加入2g丙烯酰氯，滴完后搅拌10min，再用恒压漏斗逐滴加入2.5mL三乙胺，滴加完毕后，室温下搅拌30h，过滤，依次用三氯甲烷、甲醇洗涤，干燥得到酰基化丝瓜络；

(4)丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备：在四口烧瓶中加入13mL N，N-二甲基甲酰胺，再加入0.15g青蒿素、0.82g衣康酸，0.45g丙烯酰胺，常温下搅拌充分溶解后，加入7.0g乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.08g偶氮二异丁腈，5.0g酰基化丝瓜络，通入氮气20min除去氧气，密封与空气隔绝，于70℃恒温水浴中反应24h，过滤洗涤；

(5)模板离子的脱除：以体积比为4∶1的正己烷-乙醚混合溶液索氏萃取12h，再用乙腈洗去残留的正己烷和乙醚，过滤，置于60℃真空干燥箱中干燥，即为青蒿素分子印迹吸附材料。

实施例3

(1)丝瓜络预处理：丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用60目的筛子过筛；

(2)丝瓜络的碱处理：将粉碎的丝瓜络按总质量的50％，用浓度为5％的NaOH溶液和20％乙醇溶液混合浸没共沸2h，冷却后用去离子水洗涤至pH为7，抽滤后在60℃下烘干，得到碱化的丝瓜络；

(3)酰基化丝瓜络：在具塞的三角瓶中，加入3.6g碱化丝瓜络和25g三氯甲烷，在氩气的保护下搅拌10min，用恒压漏斗逐滴加入2.0g丙烯酰氯，滴完后搅拌10min，再用恒压漏斗逐滴加入3.0mL三乙胺，滴加完毕后，室温下搅拌24h，过滤，依次用三氯甲烷、甲醇洗涤，干燥得到酰基化丝瓜络；

(4)丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备：在四口烧瓶中加入11mL N，N-二甲基甲酰胺，再加入0.15g青蒿素、0.4g衣康酸，0.22g丙烯酰胺，常温下搅拌充分溶解后，加入6.0g乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.15g偶氮二异丁腈，2.0g酰基化丝瓜络，通入氮气15min除去氧气，密封与空气隔绝，于70℃恒温水浴中反应24h，过滤洗涤；

(5)模板离子的脱除：以体积比为5∶1的正己烷-乙醚混合溶液索氏萃取12h，再用乙腈洗去残留的正己烷和乙醚，过滤，置于60℃真空干燥箱中干燥，即为青蒿素分子印迹吸附材料。

实施例4

(1)丝瓜络预处理：丝瓜络来源于丝瓜果实，通过去皮去核而得到，将丝瓜络剪成小块清水洗净，真空干燥后进行粉碎，用60目的筛子过筛；

(2)丝瓜络的碱处理：将粉碎的丝瓜络按总质量的50％，用浓度为5％的NaOH溶液和20％乙醇溶液混合浸没共沸0.5h，冷却后用去离子水洗涤至pH为7，抽滤后在60℃下烘干，得到碱化的丝瓜络；

(3)酰基化丝瓜络：在具塞的三角瓶中，加入4.0g碱化丝瓜络和20g三氯甲烷，在氩气的保护下搅拌10min，用恒压漏斗逐滴加入2g丙烯酰氯，滴完后搅拌10min，再用恒压漏斗逐滴加入3.5mL三乙胺，滴加完毕后，室温下搅拌32h，过滤，依次用三氯甲烷、甲醇洗涤，干燥得到酰基化丝瓜络；

(4)丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备：在四口烧瓶中加入7.5mL N，N-二甲基甲酰胺，再加入0.08g青蒿素、1.3g衣康酸，0.71g丙烯酰胺，常温下搅拌充分溶解后，加入6.0g乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.1g偶氮二异丁腈，3.0g酰基化丝瓜络，通入氩气20min除去氧气，密封与空气隔绝，于65℃恒温水浴中反应38h，过滤洗涤；

(5)模板离子的脱除：以体积比为5∶1的正己烷-乙醚混合溶液索氏萃取10h，再用乙腈洗去残留的正己烷和乙醚，过滤，置于60℃真空干燥箱中干燥，即为青蒿素分子印迹吸附材料。

实施例5

丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料应用方法：超临界萃取青蒿素粗品提纯及检测，分离后采用高效液相色谱法检测，其具体方法的步骤如下：

(1)萃取柱的制备：将制备好的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料，以乙腈为匀浆液，进行湿法装柱，压实，氩气吹干柱子制得青蒿素分子印迹吸附材料固相萃取柱，该柱依次用水、甲醇活化，最终用氩气吹干备用；

(2)青蒿素粗品提纯：准确称取超临界萃取样品0.1000g溶解于甲醇中，以0.50mL/min的流速通过吸附柱，并用氩气吹干，再依次用5mL去离子水和5mL甲醇淋洗固相萃取柱，并用氩气吹干，最后用体积比为4∶1正己烷-乙醚混合溶液洗脱，流速为0.30mL/min，收集洗脱液；

(4)洗脱液用高效液相色谱法测定青蒿素的含量；将洗脱液蒸干，溶于乙醇中重结晶，冷却，过滤，虑瓶真空干燥，得到青蒿素结晶。

获得的丝瓜络表面青蒿素分子印迹材对青蒿素最大吸附容量为252mg/g，最高吸附率可达92.5％，所以说对青蒿素有选择性吸附；用作粗品提纯时，青蒿素含量可由粗品中的15％提高到98％以上，回收率达96.5％。

Claims (6)

1.一种丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是：在于该方法具有以下工艺步骤：

(1)丝瓜络的碱化处理：将天然材料丝瓜络与适量的质量百分浓度为5～10％的NaOH乙醇溶液混合，形成碱性混合体系，室温下反应24h，碱性混合体系共沸反应0.5～2h，冷却后用去离子水洗涤至中性，抽滤后60℃烘干，得碱化丝瓜络；

(2)丝瓜络的酰基化处理：将10～21％碱化丝瓜络于反应器中加入60～75％三氯甲烷，在氩气的保护下搅拌10min，用恒压漏斗逐滴加入4～10％丙烯酰氯，滴完后搅拌10min，再用恒压漏斗逐滴加入6～12％三乙胺，滴加完毕后，室温下搅拌24～32h，过滤，依次用三氯甲烷、甲醇洗涤，干燥得到酰基化丝瓜络；

(3)丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料制备：按如下组成质量百分比加入，青蒿素：0.4～1.2％，N，N-二甲基甲酰胺：35～55％，衣康酸：2.0～7.5％，丙烯酰胺：1.0～4.2％，酰基化丝瓜络：9.5～22％，乙二醇二甲基丙烯酸酯：25～36％，偶氮二异丁腈：0.3～1.0％，各组分含量之和为百分之百，通入惰性气体15min除去氧气，密封与空气隔绝，于65～70℃恒温水浴中反应26～36h，过滤洗涤；

(4)模板离子的脱除：以体积比为4～5∶1的正己烷-乙醚混合溶液索氏萃取10～15h，再用乙腈洗去残留的正己烷和乙醚，过滤，置于60℃真空干燥箱中干燥，即为青蒿素分子印迹吸附材料。

2.根据权利要求1所述的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是：衣康酸与丙烯酰胺的摩尔比为1∶1。

3.根据权利要求1步骤(3)中所述的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是：惰性气体为氩气，氮气。

4.根据权利要求1步骤(3)中所述的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料的制备方法，其特征是：通入惰性气体时间不能少于15min。

5.根据权利要求1制备的丝瓜络表面青蒿素分子印迹材料对青蒿素分子选择性吸附分离的应用。

6.根据权利要求1所述的丝瓜络表面青蒿素分子印迹吸附材料对超临界萃取的粗产品提纯的应用。