CN111420643B - 一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球及其制备方法和应用 - Google Patents

一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球及其制备方法和应用，属于纳米材料制备及分析化学应用技术领域。采用己二胺修饰的磁性纳米球为载体、花青素作为模板分子、间氨基苯硼酸和多巴胺作为亲水性双功能单体，采用两步固定模板和表面印迹相结合的方法制得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。利用本发明方法制得的花青素分子印迹磁性纳米球的功能单体基团丰富、水分散性好、结构稳定性好且粒径均一；该方法是一种制备高吸附容量、高选择性花青素分子印迹聚合物的新方法，在植物中花青素的选择性分离、富集、检测等方面显示出广阔的应用前景。

Description

一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球及其制备 方法和应用
技术领域
本发明属于纳米材料制备及分析化学应用技术领域，涉及一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球及其制备方法和应用。
背景技术
随着科技的进步和时代的变迁，对于植物中有药理活性化合物的分析技术正逐渐进步。最新的研究发现，从植物中已发现超过500种花青素类化合物。花青素属于类黄酮多酚，广泛存在于植物体内，是一类重要的水溶性天然食用色素，安全无毒，资源丰富；此外，花青素具有一定的营养和药理作用，例如清除自由基，抗癌，抗炎，抑制脂质过氧化，保护肝脏，预防糖尿病，保护视力等。
传统的提取分离纯化花青素的方法包括柱色谱法、水溶液浸泡法、有机溶剂萃取法、超临界萃取法、膜分离，高速逆流色谱等，但这些方法存在产率低、提取物的纯度低、使用大量有机溶剂、花青素结构易被改变、生产成本高等缺点。由于花青素难以纯化，许多药理实验仅使用花青素粗提物作为实验材料，这极大地阻碍了花青素构效关系的研究过程。因此，迫切需要开发一种新的有效的花青素分离和纯化方法。
分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique,MIT)也被称为分子模板技术，是指以特定的目标分子为模板，制备出对该模板具有特异性识别的聚合物的过程。所制备的分子印迹聚合物(Molecular Imprinting Polymers,MIPs)在空间结构和化学键上均对模板分子形成特殊的“记忆”，可在短时间内从复杂系统中识别目标化合物。因为MIPs具有特殊的选择性，且易于制备，操作简单，溶剂消耗低，保护化合物结构不被破坏等优势，所以MIPs有望代替传统的分离纯化方法来获取高纯度的活性成分。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球及其制备方法和应用，以解决现有的花青素分离纯化方法提取的花青素结构极易发生改变导致提取的花青素纯度较低的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括如下步骤：
S1：采用溶剂热法将氯化铁、乙酸钠、聚丙烯酸钠、乙二醇和一缩二乙二醇混合，得到羧基磁性纳米球；
S2：利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺与S1制备的羧基磁性纳米球进行混合，混合均匀后加入己二胺，得到己二胺修饰的磁性纳米球；
S3：以己二胺修饰的磁性纳米球作为载体，和作为模板分子的花青素在Tris HCl缓冲液中混合均匀，初步固定模板分子，制得载体-模板复合物；
S4：在S3中的载体-模板复合物中先后添加双功能单体间氨基苯硼酸和多巴胺，混合均匀后得到固态聚合物，通过共价和非共价协同作用，实现模板分子的再固定；
S5：将S4制得的固态聚合物依次进行分离、洗脱和干燥，制得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
优选地，S1中的羧基磁性纳米球是将氯化铁、乙酸钠、聚丙烯酸钠、乙二醇和一缩二乙二醇按照(0.5～1.2)g：(1.5～5.5)g：(0.03～0.1)g：(8～12)mL：(14～22)mL的用量比进行混合，并在180～220℃下反应8～17h制得的。
优选地，S2中的己二胺修饰的磁性纳米球是将S1制备的羧基磁性纳米球、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和超纯水按照(100～500)mg：(100～300)mg：(100～300)mg：(15～60)mL的用量比进行混合，反应4～8h后洗涤干燥制得的。
优选地，S3中的载体-模板复合物是将S2制备的己二胺修饰的磁性纳米球、花青素和Tris HCl溶液按照(100～500)mg：(15～60)mg：(30～80)mL的用量比进行混合，反应30～100min形成的。
进一步优选地，S3中的Tris HCl溶液的pH值为8.5。
优选地，S4中的固态聚合物是将间氨基苯硼酸和多巴胺按照(20～80)mg：(20～80)mg的用量比依次加入S3制备的载体-模板复合物溶液中，混合反应6～10h后经过分离、洗涤和干燥制得的。
优选地，S5中用于洗脱固态聚合物的溶液是将无水乙醇与乙酸按照体积比为(92～98):(8～2)进行混合得到的混合溶液；S5中的干燥时间为3～8h。
利用上述亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法制备得到的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球，该亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的粒径为110～120nm。
优选地，该亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为20.82～26.17mg/g。
亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球在提取与检测植物中花青素的应用。
亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球作为花青素吸附剂的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，首先，采用溶剂热法一步合成羧基磁性纳米球；然后，通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基磁性纳米球表面的羧基，与加入的己二胺反应，形成己二胺修饰的磁性纳米球；其次，将己二胺修饰的磁性纳米球、花青素置于pH为8.5的Tris HCl缓冲液中反应，通过模板固定制得模板-载体复合物；之后，以间氨基苯硼酸和多巴胺为亲水性双功能单体进行聚合并再次固定模板分子，得到固态聚合物；最后，通过外加磁场将固态聚合物分离出来，将分离出的固态聚合物洗脱、干燥后，制得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
本发明方法具有以下优点：(1)采用己二胺修饰的磁性纳米球作为载体，既可实现在外加磁场下固液的快速分离，还增加了目标分子与载体的相互作用；(2)间氨基苯硼酸作为花青素分子印迹聚合物制备的功能单体，其与目标分子上的邻羟基可共价结合形成可逆的硼酯键，显著增强印迹位点对模板分子的亲和力和识别选择性；此外，所形成的硼酯键在酸性环境下易断裂，有利于在酸性条件下对模板分子的洗脱；(3)间氨基苯硼酸在分子印迹聚合物中引入缺电子硼元素，增加与目标分子的配位相互作用；(4)同时以间氨基苯硼酸和多巴胺作为功能单体，不仅增强了目标物与功能单体的相互作用和选择性，还提高了印迹孔穴的稳定性及印迹聚合物的重复利用性；(5)两种亲水性功能单体的引入，增强了所制备花青素分子印迹磁性纳米球的水分散性；(6)两种亲水性功能单体价廉易得，实验方法简单易于实现；(7)所制备花青素分子印迹磁性纳米载体对花青素的富集提取方式温和，不易破坏其原有结构，因此利用该方法分离提取的花青素纯度更高。
本发明公开了上述方法制备的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球，该分子印迹磁性纳米球功能单体基团丰富、水分散性好、结构稳定性好、磁响应强、可重复利用性高、粒径均一，且对花青素显示出高的结合量，快的吸附速率，良好的再生能力和好的选择性。
上述亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球可以作为花青素吸附剂、也可以应用于花青素的提取与检测中，因为其功能单体基团丰富，能够吸附较多的花青素，粒径均一，因此能够显著提高花青素的吸附效率和纯度。在植物中花青素的选择性分离、富集、检测等方面显示出广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1步骤一合成的羧基磁性纳米球的透射电镜图；
图2为本发明实施例1制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的透射电镜图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.5g氯化铁、1.5g乙酸钠、0.03g聚丙烯酸钠、8mL乙二醇和14mL一缩二乙二醇置于反应釜中，在180℃下反应8h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在30℃、0.05MPa下干燥3h，即得到羧基磁性纳米球，如图1所示，制得的羧基磁性纳米球的粒径约为100～110nm；
步骤二、将100mg羧基磁性纳米球、100mg EDC、100mg NHS和15mL超纯水置于反应容器中，室温下搅拌反应30min，再加入200mg己二胺搅拌4h,反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在30℃、0.05MPa下干燥3h，即得己二胺修饰的磁性纳米球；
步骤三、将100mg己二胺修饰的磁性纳米球、15mg花青素、30mL pH为8.5的TrisHCl置于反应容器中反应30min，形成载体-模板复合物，再加20mg间氨基苯硼酸反应30min，最后加入20mg多巴胺反应6h；反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，再在30℃、0.05MPa下干燥3h；
步骤四、用体积比为92:8的无水乙醇与乙酸的混合液洗脱步骤三中已干燥的固态聚合物，洗脱后的固态聚合物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物30℃、0.05MPa下干燥3h，即得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。如图2所示，制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的粒径约为110～120nm。
将实施例1制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球进行吸附性能检测，具体如下：
(1)将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg加入到10mL浓度为200μg/mL的花青素的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；
(2)用HPLC测定(1)中所得上清液中花青素的浓度，再计算出亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量；
所测得的上清液中花青素的浓度为178.66μg/mL。
所述的双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量的计算公式为：
Figure BDA0002452167810000071
式中Ce为上述上清液中花青素的浓度；
通过计算，亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为：21.34mg/g。
实施例2
一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.7g氯化铁、3.0g乙酸钠、0.04g聚丙烯酸钠、9mL乙二醇和15mL一缩二乙二醇置于反应釜中，在210℃下反应14h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在55℃、0.07MPa下干燥6h，即得到羧基磁性纳米球；
步骤二、将150mg羧基磁性纳米球、120mg EDC、120mg NHS和20mL超纯水置于反应容器中，室温下搅拌反应40min，再加入220mg己二胺搅拌5h,反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在55℃、0.07MPa下干燥6h，即得己二胺修饰的磁性纳米球；
步骤三、将150mg己二胺修饰的磁性纳米球、25mg花青素、40mL pH 8.5的Tris HCl置于反应容器中反应40min，形成载体-模板复合物，再加入25mg间氨基苯硼酸反应40min，最后加入30mg多巴胺反应7h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性。然后，将所得产物在55℃、0.07MPa下干燥6h；
步骤四、用体积比为93:7的无水乙醇与乙酸的混合液洗脱步骤三中已干燥的固态聚合物，洗脱后的固态聚合用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在55℃、0.07MPa下干燥6h，即得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
将实施例2制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球进行吸附性能检测，具体如下：
(1)将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg加入到10mL浓度为200μg/mL的花青素的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；
(2)用HPLC测定(1)中所得上清液中花青素的浓度，再计算出亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量；
所测得的上清液中花青素的浓度为176.52μg/mL。
所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量的计算公式为：
Figure BDA0002452167810000081
式中，Ce为上述上清液中花青素的浓度；
通过计算，亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为：23.48mg/g。
实施例3
一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.6g氯化铁、2.0g乙酸钠、0.05g聚丙烯酸钠、8.2mL乙二醇和17mL一缩二乙二醇置于反应釜中，在200℃下反应12h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在40℃、0.08MPa下真空干燥6.5h，即得到羧基磁性纳米球；
步骤二、将200mg羧基磁性纳米球、200mg EDC、220mg NHS和30mL超纯水置于反应容器中，室温下搅拌反应60min，再加入400mg己二胺搅拌5h,反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在50℃、0.07MPa下干燥6h，即得己二胺修饰的磁性纳米球；
步骤三、将200mg己二胺修饰的磁性纳米球、30mg花青素、60mL pH 8.5的Tris HCl置于反应容器中反应60min，形成载体-模板复合物，再加入30mg间氨基苯硼酸反应60min，最后加入40mg多巴胺反应8h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，再在40℃、0.06MPa下干燥6.5h；
步骤四、用体积比为98:2的无水乙醇与乙酸的混合液洗脱步骤三中已干燥的固态聚合物，洗脱后的固态聚合物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在50℃、0.07MPa下干燥6h。
将实施例3制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球进行吸附性能检测，具体如下：
(1)将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg加入到10mL浓度为200μg/mL的花青素的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；
(2)用HPLC测定(1)中所得上清液中花青素的浓度，再计算出亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量；
所测得的上清液中花青素的浓度为173.83μg/mL。
所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量的计算公式为：
Figure BDA0002452167810000091
式中Ce为上述上清液中花青素的浓度；
通过计算，亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为：26.17mg/g。
实施例4
一种双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.80g氯化铁、4.5g乙酸钠、0.07g聚丙烯酸钠、11.2mL乙二醇和19.8mL一缩二乙二醇置于反应釜中，在190℃下反应11h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在45℃、0.07MPa下真空干燥5h，即得到羧基磁性纳米球；
步骤二、将300mg羧基磁性纳米球、250mg EDC、260mg NHS和45mL超纯水置于反应容器中，室温下搅拌反应80min，再加入520mg己二胺搅拌6h,反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物45℃、0.07MPa下真空干燥5h，即得己二胺修饰的磁性纳米球；
步骤三、将300mg己二胺修饰的磁性纳米球、35mg花青素、70mL pH 8.5的Tris HCl置于反应容器中反应80min，形成载体-模板复合物，再加入40mg间氨基苯硼酸反应70min，最后加入50mg多巴胺反应8.5h，反应结束后，将产物用超纯水洗涤至中性，再在45℃、0.07MPa下干燥5h；
步骤四、用体积比为94:6的无水乙醇与乙酸的混合液洗脱步骤三中已干燥的固态聚合物，洗脱后的固态聚合物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在30℃、0.08MPa下干燥7h，即得双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
将实施例4制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球进行吸附性能检测，具体如下：
(1)将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg加入到10mL浓度为350μg/mL的花青素的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；
(2)用HPLC测定(1)中所得上清液中花青素的浓度，再计算出亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量；
所测得的上清液中花青素的浓度为174.69μg/mL。
所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量的计算公式为：
Figure BDA0002452167810000111
式中Ce为上述上清液中花青素的浓度；
通过计算，亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为：25.31mg/g。
实施例5
一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将1.0g氯化铁、1.2g乙酸钠、0.03g聚丙烯酸钠、6.5mL乙二醇和11mL一缩二乙二醇置于反应釜中，在195℃下反应10h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物35℃、0.06MPa下真空干燥4.5h，即得到羧基磁性纳米球；
步骤二、将400mg羧基磁性纳米球、250mg EDC、260mg NHS和50mL超纯水置于反应容器中，室温下搅拌反应80min，再加入520mg己二胺搅拌7h,反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物45℃、0.07MPa下真空干燥5h，即得己二胺修饰的磁性纳米球；
步骤三、将400mg己二胺修饰的磁性纳米球、50mg花青素、75mL pH 8.5的Tris HCl置于反应容器中反应90min，形成载体-模板复合物，再加入50mg间氨基苯硼酸反应85min，最后加入60mg多巴胺反应9h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗去未反应的物质，再在35℃、0.08MPa下干燥4.5h；
步骤四、用体积比为95:5的无水乙醇与乙酸的混合液洗脱步骤三中已干燥的固态聚合物。洗脱后的固态聚合物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在60℃、0.05MPa下干燥7h，即得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
将实施例5制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球进行吸附性能检测，具体如下：
(1)将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg加入到10mL浓度为200μg/mL的花青素的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；
(2)用HPLC测定(1)中所得上清液中花青素的浓度，再计算出亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量；
所测得的上清液中花青素的浓度为175.74μg/mL。
所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量的计算公式为：
Figure BDA0002452167810000121
式中Ce为上述上清液中花青素的浓度；
通过计算，亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为：24.26mg/g。
实施例6
一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将1.2g氯化铁、5.5g乙酸钠、0.1g聚丙烯酸钠、12mL乙二醇和22mL一缩二乙二醇置于反应釜中，在220℃下反应17h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物60℃、0.09MPa下真空干燥8h，即得到羧基磁性纳米球；
步骤二、将500mg羧基磁性纳米球、300mg EDC、300mg NHS和60mL超纯水置于反应容器中，室温下搅拌反应100min，再加入600mg己二胺搅拌8h,反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物60℃、0.09MPa下真空干燥8h，即得己二胺修饰的磁性纳米球；
步骤三、将500mg己二胺修饰的磁性纳米球、60mg花青素、80mL pH 8.5的Tris HCl置于反应容器中反应100min，形成载体-模板复合物，再加入80mg间氨基苯硼酸反应100min，最后加入80mg多巴胺反应10h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗涤至中性，再在30℃、0.09MPa下干燥8h；
步骤四、用体积比为98:2的无水乙醇与乙酸的混合液洗脱步骤三中已干燥的固态聚合物，洗脱后的固态聚合物用超纯水洗涤至中性，然后，将所得产物在60℃、0.09MPa下干燥8h，即得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
将实施例6制得的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球进行吸附性能检测，具体如下：
(1)将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg加入到10mL浓度为200μg/mL的花青素的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；
(2)用HPLC测定(1)中所得上清液中花青素的浓度，再计算亲水性出双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量；
所测得的上清液中花青素的浓度为179.18μg/mL。
所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量的计算公式为：
Figure BDA0002452167810000131
式中Ce为上述上清液中花青素的浓度；
通过计算，亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为：20.82mg/g。
此外，对所制备的磁性纳米球的选择性进行了研究，结果如下：
以花青素的结构类似物(芦丁、槲皮素和绿原酸)、共存物(咖啡酸)和不同结构的化合物(查尔酮和根皮苷)作为竞争物，研究所制备的磁性纳米球对花青素的选择性吸附。具体操作过程如下：
将亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球10mg分别加入到10mL浓度为200μg/mL的花青素及其竞争物的水溶液中，室温下振荡30min后，通过外加磁场将上清液分离出来；用HPLC测定所得上清液中花青素及其竞争物的浓度，然后通过下式计算亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素及其竞争物的吸附量。
Figure BDA0002452167810000141
式中Ce为上述上清液中花青素或其竞争物的浓度。
通过计算，所制备的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米粒子对花青素、芦丁、槲皮素、绿原酸、咖啡酸、查尔酮和根皮苷的吸附量分别为：21.71mg/g、6.42mg/g、6.81mg/g、5.46mg/g、4.90mg/g、1.25mg/g和4.09mg/g。由该结果可知，利用本发明方法制备的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量是其竞争物的三倍多，因此，本发明制备的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素有较高的选择性吸附能力。
综上所述，本发明公开的一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，采用己二胺修饰的磁性纳米球为载体、花青素作为模板分子、间氨基苯硼酸和多巴胺作为亲水性双功能单体，采用两步固定模板和表面印迹相结合的方法制得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。己二胺对载体的修饰丰富了磁性纳米球表面丰富的氨基基团，增强了载体与模板分子花青素的相互作用，进而实现更好的模板固定作用。其次，采用间氨基苯硼酸和多巴胺共同作为功能单体，显著提高了印迹聚合物对花青素的吸附容量和选择性。苯硼酸及其衍生物可以在碱性条件下特异性与具有邻二醇或间二醇结构的多羟基化合物反应形成可逆的硼酯键，在酸性环境下所形成的硼酯键断裂。因此，与传统通过氢键作用力发挥作用的功能单体相比，氨基苯硼酸作为功能单体增强了花青素分子印迹磁性纳米球与模板分子花青素的特异性吸附作用力，显著增强印迹位点对模板分子的亲和力和识别选择性。此外，多巴胺作为被广泛认可的功能单体，其在碱性条件下可同时发挥功能单体和交联剂的作用，形成均匀的印迹层；并由于其良好的刚性结构，多巴胺能显著增强所制备的花青素分子印迹磁性纳米球孔穴的稳定性及印迹聚合物的重复利用性。间氨基苯硼酸和多巴胺都具有良好的亲水性，改善了分子印迹聚合物在水溶液中的分散性，为实际应用提供了有利条件。利用该方法制备得到的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球结合了物质的磁效应和纳米效应，将磁性纳米材料与分子印迹技术相结合，采用固定模板和表面印迹的方法制备得“核-壳”结构分子印迹纳米粒子，其除了对被吸附物质有特异性识别性能外，还具有较大的比表面积、规则均匀分布的印迹位点、较快的传质速率、超顺磁性、较好的稳定性等优点，可实现对目标物的选择性提取和分离。
通过本发明方法得到的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球具有水分散性好、吸附容量高、选择性好、稳定性高、传质快、易于分离、保护花青素结构不被破坏等优点，是一种高选择性富集和提取植物中花青素的方法。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：采用溶剂热法将氯化铁、乙酸钠、聚丙烯酸钠、乙二醇和一缩二乙二醇混合，得到羧基磁性纳米球；
S2：利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺与S1制备的羧基磁性纳米球进行混合，混合均匀后加入己二胺，得到己二胺修饰的磁性纳米球；
S3：以己二胺修饰的磁性纳米球作为载体，和作为模板分子的花青素在Tris HCl缓冲液中混合均匀，制得载体-模板复合物；
S4：在S3中的载体-模板复合物中添加间氨基苯硼酸和多巴胺，混合均匀后得到固态聚合物；
S5：将S4制得的固态聚合物依次进行分离、洗脱和干燥，制得亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球。
2.如权利要求1所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，其特征在于，S1中的羧基磁性纳米球是将氯化铁、乙酸钠、聚丙烯酸钠、乙二醇和一缩二乙二醇按照(0.5～1.2)g：(1.5～5.5)g：(0.03～0.1)g：(8～12)mL：(14～22)mL的用量比进行混合，并在180～220℃下反应8～17h制得的。
3.如权利要求1所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，其特征在于，S2所述的己二胺修饰的磁性纳米球是将S1制备的羧基磁性纳米球、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和超纯水按照(100～500)mg：(100～300)mg：(100～300)mg：(15～60)mL的用量比进行混合，反应4～8h后洗涤干燥制得的。
4.如权利要求1所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，其特征在于，S3所述的载体-模板复合物是将S2制备的己二胺修饰的磁性纳米球、花青素和Tris HCl溶液按照(100～500)mg：(15～60)mg：(30～80)mL的用量比进行混合，反应30～100min形成的。
5.如权利要求1所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，其特征在于，S4中的固态聚合物是将间氨基苯硼酸和多巴胺按照(20～80)mg：(20～80)mg的用量比依次加入S3制备的载体-模板复合物溶液中，混合反应6～10h后经过分离、洗涤和干燥制得的。
6.如权利要求1所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的制备方法，其特征在于，S5中用于洗脱固态聚合物的溶液是将无水乙醇与乙酸按照体积比为(92～98):(8～2)进行混合得到的混合溶液；S5所述的干燥时间为3～8h。
7.利用权利要求1～6任意一项所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球制备方法制备得到的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球，其特征在于，该亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球的粒径为110～120nm。
8.如权利要求7所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球，其特征在于，所述亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球对花青素的吸附量为20.82～26.17mg/g。
9.权利要求7或8所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球作为花青素吸附剂的应用。
10.权利要求7或8所述的亲水性双功能单体花青素分子印迹磁性纳米球在提取与检测植物中花青素的应用。
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