CN103980524B - 金属离子中介薯蓣皂素印迹聚合物的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属离子中介薯蓣皂素印迹聚合物的制备方法及用于黄姜粗提液中纯化薯蓣皂素的方法，在容器中加入薯蓣皂素、4-乙烯基吡啶、金属钴（Ⅱ）离子、二甲基亚砜、乙腈，超声制得预聚合溶液，然后静置，再加入EDMA、AIBN，通氩气，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用溶剂洗脱模板分子薯蓣皂素，真空干燥即得。本发明得到的薯蓣皂素分子印迹聚合物对薯蓣皂素分子具有较高的选择吸附能力，可将本发明得到的薯蓣皂素分子印迹聚合物用于薯蓣皂素的固相萃取，适应一些特殊场合的需要。

Description

金属离子中介薯蓣皂素印迹聚合物的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种金属离子中介薯蓣皂素印迹聚合物的制备方法及应用。

背景技术

分子印迹技术是通过人工手段制备对目标化合物具有高度选择识别性能的分子印迹聚合物的新技术。首先是模板分子与功能单体通过共价或非共价作用形成功能单体-模板分子复合物，然后加入交联剂，通过引发剂引发聚合反应而生成高度交联的高聚物，用溶剂洗脱移除高聚物中的模板分子，从而在分子印迹聚合物基体中留下与模板分子在大小、形状及功能基方面相匹配的印迹孔穴，即印迹位点，这些吸附位点对目标分子具有特异选择性。分子印迹聚合物既具备与生物抗体相似的高选择识别性能，又能耐高温、强酸碱等苛刻环境条件，具有较好的稳定性和较高的使用寿命。因此分子印迹聚合物在色谱分离、固体萃取、酶模拟催化、临床药物分析及传感器技术等领域均表现出良好的应用前景。

固相萃取是利用固体吸附剂对液体试样中各组分吸附力差异而实现分离的。由于分子印迹聚合物（MIP）的选择识别能力较高，对于模板物质的选择性远远高于传统固相萃取填料，因此MIP可作为专属的固相填料对复杂混合物中的痕量组分进行富集。将MIP作为萃取填料而进行的固相萃取技术称为分子印迹固相萃取(molecularimprintsolidphaseextraction，MISPE)技术。

薯蓣皂素又称皂素，薯蓣皂甙元，化学名为异螺环-5-烯-3β-醇，常温下是白色或微黄结晶性粉末。它是生产甾体激素类药物的重要原料。现阶段，薯蓣皂素主要从黄姜中分离纯化得到，常规分离纯化技术所采用的吸附剂常存在选择性不够高、分离过程复杂、萃取分离费用高、产品收率较低和纯度不够高等诸多问题。从植物粗提液中单步萃取分离薯蓣皂素需要具有高度选择性的吸附剂，以实现对目标化合物的高效萃取和分离。

发明内容

为推动科技进步，发展生产力，为薯蓣皂素的分离纯化提供更多可选择的吸附剂，也使分离出的薯蓣皂素纯度更高，本发明人经过大量的科学实践，终于发明出一种薯蓣皂素分子印迹聚合物及其制备方法，利用该方法制备的薯蓣皂素分子印迹聚合物对薯蓣皂素类化合物具有高选择识别性能，可作为专属的固相填料对废液中的薯蓣皂素进行回收，也可用于黄姜粗提液中薯蓣皂素的纯化，具备较强的实用价值。

为获得金属离子中介薯蓣皂素分子印迹聚合物，本发明采取以下工艺步骤：

（1）在容器中加入0.1mmol的薯蓣皂素、0.4-0.8mmol4-乙烯基吡啶、0.3-0.6mmol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声10-20分钟制得预聚合溶液，然后静置20-40min，再加入1.0-2.0mmolEDMA、13-20mgAIBN，通氩气10-20min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；

（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子薯蓣皂素，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥15-30h即得。

本发明是以薯蓣皂素为模板分子，金属钴离子（Ⅱ）为中介，4-乙烯基吡啶为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，制备了金属离子中介薯蓣皂素印迹聚合物。

本发明得到的薯蓣皂素印迹聚合物对薯蓣皂素分子具有高度的选择性并具备一定的吸附量，因而可将本发明得到的薯蓣皂素分子印迹聚合物用于固相萃取，作为专属的固相填料对废液中的薯蓣皂素进行回收，也可用于黄姜粗提液中薯蓣皂素的纯化，金属离子中介薯蓣皂素分子印迹聚合物对薯蓣皂素类化合物的分离具备高度的选择性，能适应一些特殊场合的需要。

薯蓣皂素分子印迹聚合物的吸附性能分析表明其对薯蓣皂素具有选择吸附性能，洗脱实验显示表明MIP聚合物中薯蓣皂素能被有效洗脱。实验结果表明：分子印迹聚合物对薯蓣皂素模板分子的吸附平衡需4h，金属离子中介印迹聚合物的最大的吸附量为40-60mg/g，固相萃取回收率为97-99%，对薯蓣皂素具有较强的特异吸附能力，能更好的吸附薯蓣皂素，固相萃取效果较好，这是由于薯蓣皂素-MIP中形成的结合位点与薯蓣皂素分子结构有较高的匹配性。薯蓣皂素印迹聚合物固相萃取可有效提取植物粗提物中的薯蓣皂素，为开发分离纯化薯蓣皂素新方法提供了理论和实验依据。

基于薯蓣皂素分子印迹聚合物的高度选择性和良好的吸附能力，本发明还提供了一种从黄姜粗提物中纯化薯蓣皂素的方法，该方法包括以下两个步骤：

1、先用甲醇-醋酸流过本发明得到的聚合物，再用甲醇流过聚合物，完成聚合物的净化和预处理。

2、将一定体积粗提物溶液上样后，先用乙腈洗脱非选择性吸附杂质，再用95:5（v:v）的乙腈-水的混合液洗脱目标化合物，收集目标物浓度高的流出液，减压浓缩后结晶即可得到纯度80%以上的薯蓣皂素，回收率高于75%。该方法简单，产品纯度较高。

与现有技术相比，本发明的优势在于：发明了一种新的金属离子中介薯蓣皂素分子印迹聚合物及其制备方法，有力推动了科技进步，为分离纯化薯蓣皂素类化合物提供更多可选择的吸附剂；该方法制备的薯蓣皂素分子印迹聚合物对薯蓣皂素类化合物具有高度的选择性，可作为专属的固相填料直接从黄姜粗提液或废液中富集和分离薯蓣皂素，分离过程简单，不使用有毒溶剂，具备较强的实用价值。

具体实施方式

以下对金属离子中介薯蓣皂素分子印迹聚合物的制备方法及用途进行详细说明。

实施例1：

（1）在容器中加入0.1mmol的薯蓣皂素、0.45mmol4-乙烯基吡啶、0.54mmol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声18分钟制得预聚合溶液，然后静置22min，再加入1.1mmolEDMA、13.6mgAIBN，通氩气19min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；

（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子薯蓣皂素，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥28h即得。

薯蓣皂素分子印迹聚合物的吸附性能分析表明其对薯蓣皂素具有选择吸附性能，洗脱实验显示表明MIP聚合物中薯蓣皂素能被有效洗脱。实验结果表明：分子印迹聚合物对薯蓣皂素模板分子的吸附平衡需4h，金属离子中介印迹聚合物的最大的吸附量为59.1mg/g，固相萃取回收率为97.4%，对薯蓣皂素具有较强的特异吸附能力。

将上述方法步骤得到的薯蓣皂素分子印迹聚合物用于从黄姜粗提物中纯化薯蓣皂素，步骤为：先用甲醇-醋酸流过本发明得到的聚合物，再用甲醇流过聚合物，完成聚合物的净化和预处理；将一定体积粗提物溶液上样后，先用乙腈洗脱非选择性吸附杂质，再用体积比为95:5的乙腈-水混合液洗脱目标化合物，收集目标物浓度高的流出液，减压浓缩后结晶即得到纯度为85%的薯蓣皂素产品，回收率79%。

实施例2：

（1）在容器中加入0.1mmol的薯蓣皂素、0.73mmol4-乙烯基吡啶、0.31mmol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声11分钟制得预聚合溶液，然后静置39min，再加入1.88mmolEDMA、19mgAIBN，通氩气11min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；

（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子薯蓣皂素，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥16h即得。

薯蓣皂素分子印迹聚合物的吸附性能分析表明其对薯蓣皂素具有选择吸附性能，洗脱实验显示表明MIP聚合物中薯蓣皂素能被有效洗脱。实验结果表明：分子印迹聚合物对薯蓣皂素模板分子的吸附平衡需4h，金属离子中介印迹聚合物的最大的吸附量为42.5mg/g，固相萃取回收率为98.7%，对薯蓣皂素具有较强的特异吸附能力。

将上述方法步骤得到的薯蓣皂素分子印迹聚合物用于从黄姜粗提物中纯化薯蓣皂素，步骤为：先用甲醇-醋酸流过本发明得到的聚合物，再用甲醇流过聚合物，完成聚合物的净化和预处理；将一定体积粗提物溶液上样后，先用乙腈洗脱非选择性吸附杂质，再用体积比为95:5的乙腈-水混合液洗脱目标化合物，收集目标物浓度高的流出液，减压浓缩后结晶即得到纯度为81%的薯蓣皂素产品，回收率78%。

上述实施例并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种金属离子中介薯蓣皂素印迹聚合物的制备方法，其特征在于包含以下几个步骤：

（1）在容器中加入0.1mmol的薯蓣皂素、0.4-0.8mmol4-乙烯基吡啶、0.3-0.6mmol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声10-20分钟制得预聚合溶液，然后静置20-40min，再加入1.0-2.0mmolEDMA、13-20mgAIBN，通氩气10-20min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；

（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子薯蓣皂素，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥15-30h即得。

2.根据权利要求1所述方法得到的金属离子中介薯蓣皂素分子印迹聚合物，其特征在于：分子印迹聚合物对薯蓣皂素模板分子的吸附平衡需4h，金属离子中介印迹聚合物的最大的吸附量为40-60mg/g，固相萃取回收率为97-99%。

3.根据权利要求1所述方法得到的金属离子中介薯蓣皂素分子印迹聚合物用作固相萃取剂的方法。

4.一种从黄姜粗提物中纯化薯蓣皂素的方法，其特征在于：先用甲醇-醋酸流过权利要求1所述制备方法得到的聚合物或权利要求2所述的聚合物，再用甲醇流过聚合物，完成聚合物的净化和预处理；将一定体积粗提物溶液上样后，先用乙腈洗脱非选择性吸附杂质，再用体积比为95:5的乙腈-水的混合液洗脱目标化合物，收集目标物浓度高的流出液，减压浓缩后结晶即得。