分子印迹聚合物微球的制备及特性评价

摘要

分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上某一分子（模板分子）完全匹配的聚合物的试验制备技术。由于分子印迹聚合物具有预定性、识别性和实用性等特点，使其在分离、固相萃取、膜分离、传感器等领域显示出广泛的应用前景。目前，有关分子印迹技术在药学领域的应用半数以上涉及手性药物的分离和分析，而其在中药活性成分的分离纯化中的应用还不是很多。本文首次以白藜芦醇、大黄酸为模板分子，采用单步溶胀聚合法在N，N-二甲基甲酰胺中制备了核桃式分子印迹聚合物微球，并通过紫外光谱、红外光谱、电子扫描电镜对合成的印迹聚合物的表面形态和吸附特性进行表征：
　　 （1）以聚苯乙烯微球为种球，采用合适的溶胀及聚合工艺，通过单步溶胀聚合法在水相中以极性溶剂为溶剂制备出5μm左右粒径均匀、分散性好的核桃式白藜芦醇的分子印迹聚合物微球，通过扫描电镜研究了溶剂种类、溶胀时间、交联剂用量等对微球形态的影响。通过红外光谱进行功能单体和交联剂的共聚情况分析。
　　 （2）以白藜芦醇为模板分子，DMF为溶剂，通过单步溶胀发制备粒径均匀的微米级核桃式分子印迹聚合物微球。研究了核桃式微球的最佳制备方法，通过Scatchard分析研究了模板聚合物的结合特性；研究模板聚合物的结合动力学。结果表明：所合成的表面凹槽增加了微球比表面积和结合位点，有效的提高了与白藜芦醇的结合速率和“印迹”容量。在动力学吸附实验中，分子印迹聚合物微球对白藜芦醇的吸附30 min几乎达到平衡。在选择性吸附测试中，分离因子为1.74。Scatchard分析表明，MIPMs在识别白藜芦醇时存在一类等价结合位点，其平衡离解常数Kd=4.750 mmol/L，最大表观结合量Qmax=95.435μmol/g。
　　 （3）以大黄酸为模板分子，MAA为功能单体，成功制备了核桃式分子印迹聚合物微球，研究大黄酸-分子印迹聚合物微球的结合特性。研究结果表明，在核桃式的分子印迹聚合物微球中，底物比较容易与结合点接近，吸附速度较快，60 min左右即可达到吸附平衡。同时Langmuir等温吸附分析显示，平衡离解常数K为0.1637 L/μmol，最大表观结合量Qmax为103.41μmol/g。以大黄素为竞争底物时，分离因子α=1.64。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 分子印迹技术发展简介

1.2 分子印迹技术的原理和方法

1.2.1 分子印迹技术的原理

1.2.2 分子印迹技术的方法

1.3 分子印迹聚合物的制备

1.3.1 溶剂的选择

1.3.2 交联剂的选择

1.3.3 功能单体的选择

1.3.4 引发剂和引发方式

1.3.5 模板分子的选择

1.4 分子印迹聚合物的制备方法

1.4.1 本体聚合法

1.4.2 原位聚合法

1.4.3 悬浮聚合法

1.4.4 乳液聚合法

1.4.5 沉淀聚合法

1.4.6 种子溶胀聚合法

1.4.7 表面印迹法

1.5 分子印迹聚合物的识别性能表征

1.5.1 傅里叶交换红外光谱或核磁共振法

1.5.2 高效液相色谱法

1.5.3 电势测定法

1.6 分子印迹聚合物的应用

1.6.1 用于药物分析与分离

1.6.2 用于固相萃取剂

1.6.3 用于仿生传感器方面

1.6.4 用于酶催化方面

1.7 问题与展望

1.8 课题的研究背景和意义

第二章 分子印迹聚合物微球在极性溶剂中的制备

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 主要仪器和试剂

2.2.2 苯乙烯微球的制备

2.2.3 分子印迹微球的制备

2.2.4 分析与表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 苯乙烯微球的制备

2.3.2 种子溶胀机理

2.3.3 分子印迹聚合物微球的制备

2.3.4 影响分子印迹聚合物微球形态的因素

2.3.5 红外光谱分析

2.4 本章小结

第三章 白藜芦醇分子印迹聚合物微球制备及吸附特性

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 单分散微米级聚苯乙烯微球的制备

3.2.3 分子印迹聚合物及非印迹聚合物微球的制备

3.2.4 分析与表征

3.2.5 白藜芦醇标准曲线的绘制

3.2.6 虎杖甙标准曲线的绘制

3.2.7 测定分子印迹聚合物微球吸附动力学

3.2.8 测定分子印迹聚合物的吸附性能和识别性能

3.3 结果与讨论

3.3.1 白藜芦醇标准曲线的建立

3.3.2 虎杖甙标准曲线的建立

3.3.3 白藜芦醇与功能单体的结合机理分析

3.3.4 核桃式分子印迹聚合物微球的制备

3.3.5 MIPMs对白藜芦醇的吸附动力学

3.3.6 MIPMs的结合特性

3.3.7 MIPMs的选择性吸附

3.4 本章小结

第四章 大黄酸分子印迹聚合物的制备及特性表征

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 试剂及主要仪器

4.2.2 单分散微米级聚苯乙烯微球的制备

4.2.3 分子印迹聚合物及非印迹聚合物微球的制备

4.2.4 大黄酸标准曲线的绘制

4.2.5 大黄素标准曲线的绘制

4.2.6 紫外光谱分析

4.2.7 分析与表征

4.2.8 测定分子印迹聚合物微球吸附性能

4.3 结果与讨论

4.3.1 大黄酸标准曲线的建立

4.3.2 大黄素标准曲线的建立

4.3.3 大黄酸与α-甲基丙烯酸的作用预测

4.3.4 核桃式分子印迹聚合物微球的制备

4.3.5 MIPMs对大黄酸的吸附动力学

4.3.6 MIPMs的结合特性

4.3.7 MIPMs的选择性吸附

4.4 本章小结

参考文献

致谢

个人简历