CN105237770B - 一种分子印迹聚合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括：A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。与现有技术相比，本发明先将硅类载体与硅烷偶联剂反应，使硅类载体中的Si‑OH基团被取代，提高了对模板分子的特异性吸附，从而使得到的分子印迹聚合物的吸附效率得到了提高，并且本方法制备简单，成本较低。

Description

一种分子印迹聚合物的制备方法

技术领域

本发明属于分子分离检测技术领域，尤其涉及一种分子印迹聚合物的制备方法。

背景技术

分子印迹聚合物(molecular imprinting Polymer，MIP)是一种人工合成的高分子材料，它具有形状、大小与靶分子相匹配的空穴，并且有着特定排列的功能基团与靶分子产生识别作用。由于分子印迹聚合物具有构效预定性、特殊识别性以及广泛使用性三大特点，因此发展非常迅速，且与生物大分子相比，其在具有高选择性和亲和力的同时，还表现出其制备简单、成本低廉、机械和化学稳定性好、抗恶劣环境、使用寿命长、应用范围广等特点，因此，分子印迹技术在色谱分离、传感器、固相萃取、选择性催化、膜分离等方面都得到了应用。

分子印迹聚合物和模板分子有5种结合方式，包括可逆的共价键作用、共价键和非共价键的作用、静电作用、氢键或者范德华力作用、金属螯合作用。模板分子与功能单体在致孔剂中通过上述五种作用形成复合物，加入交联剂使聚合物交联形成坚硬的三维网络结构，加入引发剂，引发聚合反应，形成具有刚性的高分子聚合物。模板分子经合适的溶剂洗脱后，会在聚合物中留下一个具有能够与模板分子特异性结合的功能基团的立体空穴，这个空穴在空间结构上和模板分子完全匹配，具有专一结合和记忆的能力。

分子印迹根据功能单体和印迹分子间作用力的差异，可以分为以下三类：

共价键法，也成预先组织法。印迹分子与功能单体通过可逆的共价键结合，加入交联剂共聚后，印迹分子通过化学方法从聚合物上断开，再用极性溶剂将印迹分子洗脱下来，使其形成具有高密度空腔的分子印迹化合物。其主要的反应类型有形成硼酸酯、西佛碱、缩醛(酮)、酯等。共价键法的优点是空间位置固定，选择性高，峰展宽和脱尾少，常用于诸如糖类、氨基酸类、芳香酮类等多种化合物的特定性识别。由于共价键比较稳定，因而会生 成较多的键合位点，印迹效率要高于非共价键印迹法，其缺点是功能单体选择有限，使模板限制较大且难以除去，因此，在选择模板时共价键键能必须适当，否则会使在识别过程中结合与解离速度偏慢，难以达到热力学平衡。

非共价键法也称自组装法。印迹分子与功能单体通过氢键、金属配位键、偶极作用、离子化作用、疏水作用、静电引力、范德华力等多种非共价键作用力生成分子自组装体，在合适的引发条件下生成聚合物，将聚合物研磨为粉末并用合适的溶剂除去模板分子。这种过程是模拟生物中多重分子间作用而具有立体效应。其优点是可使用多种功能单体，模板分子多样且易于用适宜的溶剂洗脱。这种方法制得的MIP因使用多种作用的结合，具有选择性高、分离能力强、识别速度快等特点，缺点是在聚合前，模板分子与单体可形成多种分子络合物，制备的MIP结合位点不均匀，常导致非特异性结合，并且在洗脱过程中，由于很难将聚合物中的模板分子除去，就会造成“模板渗漏”。但由于该方法灵活方便，制备过程简单，使得此法比共价键法更适用。

半共价键法也称空间牺牲法，即聚合时功能单体和模板分子通过共价作用形成稳定的配合物，而在对印迹分子的识别过程中，仅通过非共价作用力来进行重新键合。这种方法由于模板分子和单体用共价键集合物，使生成的聚合物结构完成，结合点均匀整齐，在洗脱过程中用强极性溶剂反复洗涤，从而解决了非共价键的“模板渗漏”，但其效率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种分子印迹聚合物的制备方法，该方法制备的分子印迹聚合物吸附效率较高。

本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括：

A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；

B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；

C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。

优选的，所述步骤A)还包括：

将硅类载体活化后，再与硅烷偶联剂混合反应。

优选的，所述硅类载体为二氧化硅、玻璃微珠或硅胶。

优选的，所述步骤A)中的硅烷偶联剂与步骤B)中的硅烷偶联剂各自独立地为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷。

优选的，所述步骤A)中硅类载体的质量与硅烷偶联剂的体积比为1g：(1～5)ml。

优选的，所述步骤A)中反应的时间为20～30h。

优选的，所述模板分子为绿原酸、茯苓酸、丹皮酚或桂皮醛。

优选的，所述交联剂为正硅酸乙酯或四甲氧基硅烷。

优选的，所述步骤B)模板分子与硅烷偶联剂的摩尔比为1：(5～20)。

优选的，所述步骤B)具体为：

将硅烷偶联剂与模板分子在有机溶剂中混合，再加入所述处理后的载体与交联剂混合搅拌，最后加入有机酸进行反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构。

本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括：A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。与现有技术相比，本发明先将硅类载体与硅烷偶联剂反应，使硅类载体中的Si-OH基团被取代，提高了对模板分子的特异性吸附，从而使得到的分子印迹聚合物的吸附效率得到了提高，并且本方法制备简单，成本较低。

附图说明

图1为实施例1中分子印迹聚合物的制备流程图；

图2为实施例1中得到的分子印迹聚合物与比较例1中得到的空白分子印迹聚合物对绿原酸的等温吸附曲线图；

图3为实施例1中得到的分子印迹聚合物的Scatchard图；

图4为丙酮与绿原酸色谱分离图；

图5为东莨菪内酯与绿原酸色谱分离图；

图6为大黄素与绿原酸色谱分离图；

图7为热毒灵注射液与绿原酸色谱分离图；

图8为采用实施例1中得到的分子印迹聚合物分离绿原酸色谱图；

图9为色谱分离系统的照片；

图10为采用实施例1中得到的分子印迹聚合物分离得到的绿原酸的质谱图；

图11为采用实施例1中得到的分子印迹聚合物分离得到的绿原酸的色谱图；

图12为实施例2中得到的分子印迹聚合物与比较例2中得到的空白分子印迹聚合物对茯苓酸的等温吸附曲线图；

图13为实施例2中得到的分子印迹聚合物与比较例2中得到的空白分子印迹聚合物对茯苓酸的吸附动力学曲线图；

图14为比较例5中得到的分子印迹聚合物与比较例6中得到的空白分子印迹聚合物对绿原酸的等温吸附曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括：A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。

本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。其中，所述硅类载体为本领域技术人员熟知的硅类载体即可，并无特殊的限制，本发明中优选为二氧化硅、玻璃微珠或硅胶；所述硅类载体的粒径优选为50～300μm，更优选为50～200μm，再优选为50～150μm；所述硅烷偶联剂为本领域技术人员熟知的硅烷偶联剂即可，并没有特殊的限制，本发明中优选为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷，更优选为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷，再优选为氨丙基三乙氧基硅烷。硅烷偶联剂可以通过表面预处理法与硅类载体反 应，其是一类含有两种不同化学性质的有机硅化合物，其中有非水解基团与水解基团，非水解基团能够与模板分子产生氢键，水解基团可与二氧化硅结合。

将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，优选将硅类载体活化后，再与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体。所述活化的方法为本领域技术人员常用的方法即可，并无特殊的限制，本发明优选用盐酸进行活化；所述活化的温度优选为40℃～80℃，更优选为50℃～70℃；所述活化的时间优选为4～8h，更优选为5～7h。所述硅类载体的质量与硅烷偶联剂的体积比优选为1g：(1～5)ml，更优选为1g：(1～3)ml，再优选为1g：(1.5～2.5)ml；所述反应的温度优选为20℃～120℃，更优选为40℃～110℃，再优选为80℃～110℃；所述反应的时间优选为20～30h，更优选为22～25h。

按照本发明，硅类载体与硅烷偶联剂混合反应后，优选经过过滤、洗涤、干燥后得到处理后的载体。洗涤可以除去多余的硅烷偶联剂；所述干燥的温度优选为40℃～60℃；所述干燥的时间优选为4～7h，更优选为4～6h。

将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，本发明优选先将模板分子与硅烷偶联剂在有机溶剂中混合，再加入所述处理后的载体与交联剂混合搅拌，最后加入有机酸进行反应，得到聚合物。

其中，所述模板分子优选为绿原酸、茯苓酸、丹皮酚或桂皮醛；将所述模板分子与硅烷偶联剂在有机溶剂中混合；其中所述硅烷偶联剂优选为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷，更优选为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷，再优选为氨丙基三乙氧基硅烷；所述有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为四氢呋喃；所述模板分子与硅烷偶联剂的摩尔比优选为1:(5～20)，更优选为1：(7～15)；所述混合的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。

再加入处理后的载体与交联剂混合搅拌，优选先加入处理后的载体搅拌后，更优选先搅拌1～3h，再加入交联剂混合搅拌；所述处理后的载体与模板分子的质量比优选为(0.1～10)：100，更优选为(0.4～5)：100，再优选为(0.4～2)：100；所述硅烷偶联剂与交联剂的摩尔比优选为1：(1～10)，更优选为1：(2～5)。。

优选混合搅拌0.5～2h，更优选混合搅拌0.8～1.2h，再加入有机酸进行反应。所述有机酸为本领域技术人员熟知的有机酸即可，并无特殊的限制，本发明优选用乙酸和/甲酸，更优选为甲酸；所述模板分子与有机酸的摩尔比优选为(0.1～10)：1，更优选为(0.4～5)：1；所述有机酸优选以有机酸水溶液的形式加入，更优选加入浓度为0.5～5mol/L的有机酸水溶液；所述反应的温度优选为20℃～40℃，更优选为25℃～35℃；所述反应的时间优选为10～30h，更优选为15～20h。

反应后，优选经过过滤、洗涤、干燥后，得到聚合物。

洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。所述洗脱所用的溶剂为本领域技术人员熟知的洗脱溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选采用甲醇与乙酸的混合液作为洗脱溶剂，更优选体积比为(6～9)：1的甲醇与乙酸混合溶液作为洗脱溶剂。

本发明先将硅类载体与硅烷偶联剂反应，使硅类载体中的Si-OH基团被取代，提高了对模板分子的特异性吸附，从而使得到的分子印迹聚合物的吸附效率得到了提高，并且本方法制备简单，成本较低。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种分子印迹聚合物的制备方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

1.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

1.2将150g 1.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

1.3将300mg模板分子绿原酸溶于70ml四氢呋喃中，再加入30g1.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入6ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)与24ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入2ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃ 烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

1.4将1.3中得到的聚合物装置100ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱模板分子5次，过滤，120℃干燥1h，得到分子印迹聚合物MIP。

其制备流程如图1所示。

比较例1

1.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

1.2将150g 1.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

1.3将370ml四氢呋喃与30g1.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入6ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)与24ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入2ml1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

1.4将1.3中得到的聚合物装置100ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱5次，过滤，120℃干燥1h，得到空白分子印迹聚合物NIP。

对实施例1中得到的分子印迹聚合物MIP与比例较1中得到的分子印迹聚合物NIP进行静态吸附实验：

分别称取30mg实施例1中得到的分子印迹聚合物MIP与比较例1中得到的空白分子印迹聚合物NIP各7份，置于10ml离心管中，分别依次加入4ml不同质量浓度(5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L与60mg/L)的绿原酸-甲醇水溶液，密闭，混悬均匀，于室温下轻轻振摇20h，离心取上清液，检测溶液中模板分子绿原酸的浓度，根据吸附前后溶液中模板分子绿原酸的浓度变化计算分子印迹聚合物的吸附量，并进行Scatchard分析，得到其等温吸附曲线图与Scatchard图，其中图2为分子印迹聚合物对绿原酸的等温吸附曲线图，图3为实施例1中得到的分子印迹聚合物的Scatchard图。

等温吸附曲线由分子印迹聚合物的吸附量对绿原酸-甲醇水溶液的平衡浓度作图而得。分子印迹聚合物对模板分子的静态平衡吸附量(Q_e)可以用以下公式计算：Q_e＝(C₀-C_e)V/W。其中Q_e为静态平衡吸附量(mg/g)，C₀为溶液中绿原酸的起始质量浓度(mg/L)，C_e为吸附平衡时绿原酸的质量浓度(mg/L)，V为溶液体积(L)，W为分子印迹聚合物的质量(g)。

从图1可以看出，实施例1中得到的分子印迹聚合物MIP的吸附量随绿原酸浓度增加而增加，当绿原酸浓度达到60mg/L时，其吸附量为3.2mg/g，而比较例1中得到的空白分子印迹聚合物NIP的吸附量为1.57mg/g，说明MIP对绿原酸的吸附能力明显高于其响应的NIP。另外，随着绿原酸浓度增加，MIP与NIP的吸附量之差越来越大，说明在二氧化硅表面形成的两种聚合物的结构是不同的，分子印迹聚合物对目标分子具有选择性的吸附能力，而空白分子印迹聚合物不存在这种特异性的结合点，因而吸附能力较差。

将分子印迹聚合物与目标分子的结合量采用Scatchard方程进行分析，所用方程为Q/C＝(Q_max-Q)/k_d。其中，Q_max为聚合物对目标分子吸附的最大表观结合位点数(mg/g)；C为目标分子的平衡质量浓度(mg/L)；K_d为聚合物-目标分子复合物的解离常数(mg/L)。根据实验数据，Q/C对Q呈有规律的曲线关系，同时在两端分别出现较好的线性部分(图2)。表明在本实验研究的浓度范围内，MIP中存在着对绿原酸结合力不均匀的两类位点。对低浓度(C₀＜2.76mg·g^-1)的点进行线性拟合，得到Scatchard方程为Q/C＝-0.024Q+0.156，聚合物中起主导作用的高亲和力结合位点的解离常数K_D＝43.58mg/L，最大表观结合位点数为Q_max＝6.84mg/g；高浓度(C₀＞2.76mg/g)时，Scatchard方程为Q/C＝-0.080Q+0.324，其结合位点的K_D＝12.15mg/L，Q_max＝3.92mg/g。事实上，MIP对绿原酸的保留应是两类结合位点综合作用的结果，所以这种Scatchard分析存在一定的近似性。

将实施例1中得到的分子印迹聚合物进行绿原酸分子实验：

将实施例1中得到的分子印迹聚合物填充到空的不锈钢色谱柱(4.6mm*100mm)中，将装好的色谱柱连接到HPLC仪器上，用甲醇-乙酸(9：1，v/v)洗柱以除去模板分子，之后用甲醇洗柱至基线平稳，以绿原酸标准品进样经过反复摸索，确定流动相为甲醇-乙酸(170：1，v/v)和甲醇-乙酸(9：1，v/v)，流速为0.6ml/min，检测波长为324nm，此时绿原酸出峰时间为10min 至30min，如图4～图7所示。其中图4为丙酮与绿原酸色谱分离图，图5为东莨菪内酯与绿原酸色谱分离图，图6为大黄素与绿原酸色谱分离图，图7为热毒灵注射液与绿原酸色谱分离图。

利用实施例1制备的分子印迹聚合物进行绿原酸及其类似物的制备：

将15g实施例1制备的分子印迹聚合物用甲醇浸润，装于玻璃色谱柱中(22mm*250mm)；将2.48g热毒灵注射液冻干粉溶于15ml80％甲醇溶液中，每次进样1ml，测定流速约为1.5ml/min至2ml/min；洗脱条件为甲醇-乙酸(70：1，v/v)，最后用甲醇-乙酸(9：1，v/v)将绿原酸类似物洗脱下来，其色谱图如图8所示，图9为色谱分离系统的照片。

连续进样发现层析柱效果出现下降，杂质峰与绿原酸峰变宽，并相互靠近，连续进样8天仍可使用，说明实施例1制备得到的分子印迹聚合物使用寿命较长。

结果：得到热毒灵注射液缺绿原酸及类似物样品1.64g；绿原酸130mg。

对得到的绿原酸进行分析，得到其质谱图如图10所示，其色谱图如图11所示，从色谱图可看出得到的绿原酸纯度为91％。

实施例2

2.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

2.2将150g 2.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

2.3将5g模板分子茯苓酸溶于700ml四氢呋喃中，再加入200ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h，加入450g2.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入500ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入25ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物；模板分子、氨丙基三乙氧基硅烷与交联剂的摩尔比为1：12：30。

2.4将2.3中得到的聚合物装置1000ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱模板分子5次，过滤，120℃干燥1h，得到513g分子印迹聚合物MIP。

比较例2

2.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

2.2将150g 2.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

2.3将700ml四氢呋喃与200ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h，加入450g2.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入500ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入25ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

2.4将2.3中得到的聚合物装置1000ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱5次，过滤，120℃干燥1h，得到510g空白分子印迹聚合物NIP。

对实施例2中得到的分子印迹聚合物MIP与比例较2中得到的分子印迹聚合物NIP进行静态吸附实验：

将茯苓酸溶解于甲醇中，配制成浓度为15mmol/L的茯苓酸甲醇储备液，将其分别配置成浓度为1.0mmol/L、2.0mmol/L、3.0mmol/L、4.0mmol/L、5.0mmol/L、6.0mmol/L、7.0mmol/L、8.0mmol/L、9.0mmol/L与10.0mmol/L的标准品溶液。分别取甲醇和上述浓度的标准品溶液2份，每份5ml，置于10ml离心管中，各加入100mg的实施例2中得到的分子印迹聚合物MIP与比较例2中得到的分子印迹聚合物NIP(甲醇组用来消除溶剂对实验的影响)，混悬均匀后，室温下轻轻振摇20h，离心取上清液，利用HPLC计算溶液浓度，计算平衡吸附量，得到吸附平衡曲线图，如图12所示。

Q_e＝(C₀-C_e)V/W：其中Q_e为静态平衡吸附量，C₀为初始浓度，C_e为吸附平 衡浓度，V为溶液体积，W为分子印迹聚合物的质量。

分子印迹聚合物吸附动力学：

分别称取50mg实施例2中得到的分子印迹聚合物与比较例2中得到的分子印迹聚合物置于10ml离心管中，分别加入5ml(0.2mmol/L)茯苓酸溶液，25℃、150rpm振荡，分别振荡5min、10min、15min、20min、30min、40min、1h、1.5h、2h、3h与4h，取上清液利用HPLC测定上清中茯苓酸的浓度，计算吸附动力学曲线，如图13所示。

实施例3

3.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

3.2将150g 3.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

3.3将1.3g模板分子桂皮醛溶于700ml四氢呋喃中，再加入100ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h，加入300g3.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入350ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入20ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物；模板分子、氨丙基三乙氧基硅烷与交联剂的摩尔比为1：8：30。

3.4将3.3中得到的聚合物装置1000ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱模板分子5次，过滤，120℃干燥1h，得到377g分子印迹聚合物MIP。

比较例3

3.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

3.2将150g 3.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

3.3将700ml四氢呋喃中与100ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h，加入300g3.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入350ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入20ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

3.4将3.3中得到的聚合物装置1000ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱5次，过滤，120℃干燥1h，得到380g空白分子印迹聚合物NIP。

对实施例3中得到的分子印迹聚合物MIP与比例较3中得到的分子印迹聚合物NIP进行静态吸附实验：

将桂皮醛溶解于甲醇中，配制成浓度为5mmol/L的桂皮醛储备液，将其分别配置成浓度为0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.4mmol/L、0.6mmol/L、1.0mmol/L、2.0mmol/L、3.0mmol/L与4.0mmol/L的标准品溶液。分别取甲醇和上述浓度的标准品溶液2份，每份4ml，置于10ml离心管中，各加入20mg的实施例3中得到的分子印迹聚合物MIP与比较例3中得到的分子印迹聚合物NIP(甲醇组用来消除溶剂对实验的影响)，混悬均匀后，室温下轻轻振摇20h，离心取上清液，利用HPLC计算溶液浓度，计算平衡吸附量，得到吸附平衡曲线图。

Q_e＝(C₀-C_e)V/W：其中Q_e为静态平衡吸附量，C₀为初始浓度，C_e为吸附平衡浓度，V为溶液体积，W为分子印迹聚合物的质量。

分子印迹聚合物吸附动力学：

分别称取50mg实施例3中得到的分子印迹聚合物与比较例3中得到的分子印迹聚合物置于10ml离心管中，分别加入5ml(20％甲醇和30％甲醇，40μg/ml)桂皮醛溶液，25℃、150rpm振荡，分别振荡5min、10min、15min、20min、30min、40min、1h、1.5h、2h、3h与4h，取上清液利用HPLC测定上清中桂皮醛的浓度，计算吸附动力学曲线。

结果表明：甲醇溶液中桂皮醛吸附平衡时间为2h，分子印迹聚合物的吸附量为2.73mg/g。

实施例4

4.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

4.2将150g 4.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

4.3将1.6g模板分子丹皮酚溶于700ml四氢呋喃中，再加入150ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h，加入400g4.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入350ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入20ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物；模板分子、氨丙基三乙氧基硅烷与交联剂的摩尔比为1：12：30。

4.4将4.3中得到的聚合物装置1000ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱模板分子5次，过滤，120℃干燥1h，得到477g分子印迹聚合物MIP。

比较例4

4.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

4.2将150g 4.1中得到的活化二氧化硅微珠加至1000ml三颈圆底烧瓶中，再加入300ml甲苯与300ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，100℃下搅拌回流反应24h，过滤，经甲苯、丙酮、甲醇多次洗涤除去残留的APTS，50℃真空干燥5h，得到处理后的二氧化硅微珠。

4.3将700ml四氢呋喃与150ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h，加入400g4.2中得到处理后的二氧化硅微珠，搅拌2h；再加入350ml 交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入20ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

4.4将4.3中得到的聚合物装置1000ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱5次，过滤，120℃干燥1h，得到480g空白分子印迹聚合物NIP。

对实施例4中得到的分子印迹聚合物MIP与比例较4中得到的分子印迹聚合物NIP进行静态吸附实验：

将丹皮酚溶解于甲醇中，配制成浓度为5mmol/L的丹皮酚储备液，将其分别配置成浓度为0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.4mmol/L、0.6mmol/L、1.0mmol/L、2.0mmol/L、3.0mmol/L与4.0mmol/L的标准品溶液。分别取甲醇和上述浓度的标准品溶液2份，每份4ml，置于10ml离心管中，各加入20mg的实施例4中得到的分子印迹聚合物MIP与比较例4中得到的分子印迹聚合物NIP(甲醇组用来消除溶剂对实验的影响)，混悬均匀后，室温下轻轻振摇20h，离心取上清液，利用HPLC计算溶液浓度，计算平衡吸附量，得到吸附平衡曲线图。

Q_e＝(C₀-C_e)V/W：其中Q_e为静态平衡吸附量，C₀为初始浓度，C_e为吸附平衡浓度，V为溶液体积，W为分子印迹聚合物的质量。

分子印迹聚合物吸附动力学：

分别称取50mg实施例4中得到的分子印迹聚合物与比较例4中得到的分子印迹聚合物置于10ml离心管中，分别加入5ml(20％甲醇和30％甲醇，40μg/ml)丹皮酚溶液，25℃、150rpm振荡，分别振荡5min、10min、15min、20min、30min、40min、1h、1.5h、2h、3h与4h，取上清液利用HPLC测定上清中丹皮酚的浓度，计算吸附动力学曲线。

结果表明：甲醇溶液中丹皮酚吸附平衡时间为160min，分子印迹聚合物的吸附量为15.2mg/g。

比较例5

5.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

5.2将300mg模板分子绿原酸溶于70ml四氢呋喃中，加入12ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)，室温搅拌2h；再加入30g5.1中得到活化二氧化硅微珠，搅拌2h；加入24ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入2ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

5.3将5.2中得到的聚合物装置100ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱模板分子5次，过滤，120℃干燥1h，得到37.5g分子印迹聚合物MIP。

比较例6

6.1将200g二氧化硅微珠(60～105μm)与2000ml 2mol/L盐酸在60℃水浴条件下搅拌6h，然后用去离子水洗至中性，再用无水乙醇洗三次，70℃干燥24h，得到活化二氧化硅微珠。

6.2将70ml四氢呋喃与12ml氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)室温搅拌2h；再加入30g6.1中得到活化二氧化硅微珠，搅拌2h；加入24ml交联剂正硅酸乙酯(TEOS)，搅拌1h；最后加入2ml 1.0mol/L的乙酸水溶液，室温搅拌18h，减压过滤，甲醇洗涤三次，置于100℃烘箱中3h，取出后用500目(30μm)筛子除去粒径过小的颗粒，得到聚合物。

6.3将6.2中得到的聚合物装置100ml烧瓶中，加入甲醇-乙醇(9：1，v/v)搅拌洗脱5次，过滤，120℃干燥1h，得到39g空白分子印迹聚合物NIP。

对比较例5中得到的分子印迹聚合物MIP与比例较6中得到的分子印迹聚合物NIP进行静态吸附实验：

分别称取30mg比较例5中得到的分子印迹聚合物MIP与比较例6中得到的空白分子印迹聚合物NIP各7份，置于10ml离心管中，分别依次加入4ml不同质量浓度(5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L与60mg/L)的绿原酸-甲醇水溶液，密闭，混悬均匀，于室温下轻轻振摇20h，离心取上清液，检测溶液中模板分子绿原酸的浓度，根据吸附前后溶液中模板分子绿原酸的浓度变化计算分子印迹聚合物的吸附量，得到其等温吸附曲线图，如图14所示。

由图2与图14可以看出：使用氨基化后的二氧化硅微珠得到的分子印迹聚 合物和空白分子印迹聚合物的吸附效率差距较大(吸附效率差1倍)，分子印迹聚合物明显高于空白分子印迹聚合物，具有特异性的吸附能力。使用未氨基化后的二氧化硅微珠得到的分子印迹聚合物与空白分子印迹聚合物的吸附效率差距较小(仅提高了50％) 。

Claims (5)

1.一种分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：

A)将硅类载体活化后，再与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；所述步骤A)中硅类载体的质量与硅烷偶联剂的体积比为1g：(1～5)ml；

B)将硅烷偶联剂与模板分子在有机溶剂中混合，再加入所述处理后的载体与交联剂混合搅拌，最后加入有机酸进行反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；

C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物；

所述步骤A)中的硅烷偶联剂与步骤B)中的硅烷偶联剂各自独立地为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷；

所述交联剂为正硅酸乙酯或四甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅类载体为二氧化硅、玻璃微珠或硅胶。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中反应的时间为20～30h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模板分子为绿原酸、茯苓酸、丹皮酚或桂皮醛。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)模板分子与硅烷偶联剂的摩尔比为1：(5～20)。