CN110894257B - 一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，是以氧化三甲胺为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体，分别采用乙二醇二甲基丙烯酸或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为交联剂，利用沉淀聚合的方法制备氧化三甲胺分子印迹聚合物。本发明制备的氧化三甲胺分子印迹聚合物具有制备简单和选择性高等优点。可以很方便地对人体中的氧化三甲胺进行特异性识别，可有效地解决无法直接利用现有设备测定人体中氧化三甲胺含量的问题，为评估冠心病、心脑血管疾病、心房纤维颤动及动脉粥样化等疾病的患病风险提供技术支持。

Description

一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法
技术领域
本发明属于医学检测技术领域，具体涉及一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，用于人体中氧化三甲胺特异性识别，便于测定人体中氧化三甲胺含量。
背景技术
人体内高水平氧化三甲胺可影响胆固醇代谢，促进动脉粥样斑块形成和加重脂代谢紊乱，与冠心病、心血管疾病、心房纤维颤动及动脉粥样化等疾病密相关，测定体内氧化三甲胺含量对这些疾病的患病风险评估有着重要的意义。正常人体血液中氧化三甲胺的含量0.73～126μmol/L，目前只能用大型精密昂贵的仪器测定主要原因在于人体内干扰测定组分多、难以分离。至今为止，还未见关于氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，解决了无法直接利用现有设备测定人体中氧化三甲胺含量的问题，制备出的氧化三甲胺分子印迹聚合物，能够对人体中的氧化三甲胺产生特异性识别和吸附作用，方便氧化三甲胺含量的测定。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将甲基丙烯酸和氧化三甲胺于烧杯中溶解，并加入乙腈，超声振荡20min充分混合，搅拌，进行预聚合反应；
b、将步骤a所得聚合物转移进三颈烧瓶中，以5ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或6ml乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，通氮气15min后，将体系密封；
c、加热三颈烧瓶，60℃反应10h后停止；将得到的悬浮分散在溶剂中的聚合物小颗粒转移进离心管中，转速为8000rpm离心10min，除去上层清液；依次用超纯水和乙醇交替清洗三次，然后放入真空干燥箱内干燥至恒重，将干燥后的颗粒研磨成粒径均匀的细小粉末用滤纸包好；
d、将滤纸包好粉末放入索氏提取器，用甲醇和乙酸体积比为1:1的混合溶剂在90℃的条件下洗脱约10h，得到除去氧化三甲胺分子的印迹聚合物；用超纯水清洗洗脱后的聚合物三遍，洗去残留的甲醇和乙酸，再放入真空干燥箱至恒重，得已除去氧化三甲胺的分子印迹聚合物。
进一步地，步骤a，所述氧化三甲胺和甲基丙烯酸的摩尔比为1：3。
进一步地，步骤a，所述氧化三甲胺和乙腈的质量比为：0.024:31.20—32.76g。
进一步地，步骤b，所述交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯。
更进一步地，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
进一步地，所述氧化三甲胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：18-60。
更进一步地，所述氧化三甲胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1:52。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明首次提出氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，是以氧化三甲胺为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体，分别采用乙二醇二甲基丙烯酸或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为交联剂，利用沉淀聚合的方法制备氧化三甲胺分子印迹聚合物；本发明制备的氧化三甲胺分子印迹聚合物具有制备简单和选择性高等优点，可以很方便地对人体中的氧化三甲胺进行特异性识别，可有效地解决无法直接利用现有设备测定人体中氧化三甲胺含量的问题，为评估冠心病、心脑血管疾病、心房纤维颤动及动脉粥样化等疾病的患病风险提供技术支持。
附图说明
图1为MIPs和NMIPs红外光谱图；
图2为MIPs和NMIPs热重分析曲线；
图3为MIPs吸附氧化三甲胺前色谱分析谱图；
图4为MIPs吸附氧化三甲胺后色谱分析谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
本发明氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，包括以下步骤：
1.以氧化三甲胺为模板分子，以甲基丙烯酸为功能单体，进行预聚合；
2.采用乙二醇二甲基丙烯酸作为交联剂，通过在乙腈中沉淀聚合的方法制备氧化三甲胺分子印迹聚合物；
3.利用甲醇、乙酸和超纯水洗脱印迹聚合物上的模板分子，真空干燥至恒重，得氧化三甲胺的分子印迹聚合物。
实施例1
移取40ml乙腈溶剂于烧杯中，依次加入0.024g氧化三甲胺固体(TMAO)和0.09ml甲基丙烯酸(MAA)，超声振荡10min使充分溶解混合，在磁力搅拌下搅拌过夜，使模板分子氧化三甲胺与功能单体甲基丙烯酸进行预聚合反应。
将上述预聚合体系转移至100mL三颈烧瓶中，依次加入5ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和0.041g偶氮二异丁腈(AIBN)引发剂，超声5min使引发剂充分溶解，通入氮气15min，除去体系中氧气，密封。最后，在60℃水浴恒温加热条件下，反应10h得氧化三甲胺分子印迹聚合物，所得聚合物为块状固体。
将上述聚合物干燥研磨成颗粒均匀、细小的粉末用乙醇和超纯水交替清洗，除去未参与反应的试剂。干燥处理后，以甲醇和乙酸体积比为1:1的混合洗脱剂，将氧化三甲氨分子印迹聚合物置于索氏提取器中，进行抽提洗脱反应10h。最后，在50℃条件下真空至恒重，得到氧化三甲胺分子印迹聚合物(MIPs)(已除去模板分子)。
氧化三甲胺非分子印迹聚合物(NMIPs)制备除不需加入模板分子外，其余步骤同上。
实施例2
移取40mL乙腈溶剂于烧杯中，依次加入0.024g氧化三甲胺(TMAO)固体，0.09ml甲基丙烯酸(MAA)，超声振荡10min使充分溶解混合，在磁力搅拌下过夜，使模板分子氧化三甲胺与功能单体甲基丙烯酸进行预聚合反应。
将体系转移至三颈烧瓶中，移液管移取6ml乙二醇二甲基丙烯酸酯作交联剂，称取0.041g偶氮二异丁腈引发剂加入体系，超声5min使引发剂充分溶解，通氮气15min，除去体系内的氧气，并密封。最后，在60℃的条件下反应10h得氧化三甲胺的分子印迹聚合物，所得聚合物为悬浮分散在溶剂中的小颗粒。
将体系转移进至离心管中，调节转速为8000rpm，离心10min，除去上层清液，用超纯水和乙醇交替清洗，然后放入真空干燥箱内干燥至恒重，用研钵将干燥后的颗粒研磨成粒径均匀的细小粉末，储存备用。通过索氏提取，用甲醇和乙酸体积比为1:1的混合溶剂在90℃的条件下洗脱约10h，得到洗去模板分子的印迹聚合物。用超纯水清洗聚合物表面，洗去残留的洗脱剂，放入真空干燥箱干燥至恒重，得到氧化三甲胺分子印迹聚合物(MIPs)。
对得到的MIPs和NMIPs进行红外光谱分析结果如图1可知，MIPs的红外光谱图在3500cm至3300cm之间有一氢键吸收峰，而NMIPs的红外光谱图上未出现此吸收峰，说明氧化三甲胺分子在印迹聚合物中与功能单体间存在氢键作用，而NMIPs中则不存在氧化三甲胺分子与功能单体的相互作用。
对得到的MIPs和NMIPs进行热重分析结果如图2可知，MIPs开始失重和失重最快温度均高于NMIPs，结合图1说明由于MIPs中的氢键使得MIPs热分解温度升高，产物热稳定性提高。
将MIPs和NMIPs两种聚合物分别与雷氏盐反应，反应结束后将聚合物过滤处理并用乙醇清洗三遍，洗去表面残留的雷氏盐，由对比结果可知，MIPs颜色呈明显的粉红色，NMIPs依旧呈现白色，说明氧化三甲胺分子分存在于MIPs中。
将5mL浓度为10mmol/L的氧化三甲胺溶液置于离心管中，加入10mg氧化三甲胺分子印迹聚合物(已洗脱除去模板分子)，在温度为25℃振荡10h。反应完成后，固体用超纯水清洗三遍，并经过干燥处理。取印迹聚合物的5mg置于顶空反应进样瓶中，加入一定量的还原剂和气化剂，反应一定时间后，抽取上层气体，注入气相色谱检测器中，进行信号检测，利用顶空瓶内反应测定人体血清中氧化三甲胺含量的方法测定来测定氧化三甲胺分子印迹聚合物吸附前后氧化三甲胺吸附量的变化，如图3-图4所示。图中，保留时间为t＝5.70min和t＝5.57min为氧化三甲胺的气相色谱检测峰(通过检测标准的氧化三甲胺溶液确定出峰时间)，从图中明显可以看出，氧化三甲胺分子印迹聚合物吸附后峰值明显增强，说明所制备的分子印迹聚合物对目标分子有明显的特异性结合吸附作用。

Claims (7)

1.一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将甲基丙烯酸和氧化三甲胺于烧杯中溶解，并加入乙腈，超声振荡20min充分混合，搅拌，进行预聚合反应；
b、将步骤a所得聚合物转移进三颈烧瓶中，以5ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或6ml乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，通氮气15min后，将体系密封；
c、加热三颈烧瓶，60℃反应10h后停止；将得到的悬浮分散在溶剂中的聚合物小颗粒转移进离心管中，转速为8000rpm离心10min，除去上层清液；依次用超纯水和乙醇交替清洗三次，然后放入真空干燥箱内干燥至恒重，将干燥后的颗粒研磨成粒径均匀的细小粉末用滤纸包好；
d、将滤纸包好粉末放入索氏提取器，用甲醇和乙酸体积比为1:1的混合溶剂在90℃的条件下洗脱10h，得到除去氧化三甲胺分子的印迹聚合物；用超纯水清洗洗脱后的聚合物三遍，洗去残留的甲醇和乙酸，再放入真空干燥箱至恒重，得已除去氧化三甲胺的分子印迹聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤a，所述氧化三甲胺和甲基丙烯酸的摩尔比为1：3。
3.根据权利要求1所述的一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤a，所述氧化三甲胺和乙腈的质量比为：0.024:31.20—32.76。
4.根据权利要求1所述的一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤b，所述交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯。
5.根据权利要求4所述的一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：所述氧化三甲胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1：18-60。
7.根据权利要求6所述的一种氧化三甲胺分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：所述氧化三甲胺和乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为1:52。
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