花生壳中天然药物分子印迹聚合物的合成及分离性能研究

摘要

随着人们对养生健康意识的不断提高，天然药物和中草药越来越受到青睐。由于中草药成份复杂，现有的吸附分离技术选择性差，对结构相似的成分不易分离，致使被提取药物的纯度偏低，药效难以保障。分子印迹分离技术是建立在特定的印迹聚合物只能与特定的模板分子相结合的基础之上，对被分离组分具有专一的结合性，因而选择性高，非常适合复杂体系中单一组分的分离，目前该技术已广泛应用于固相萃取、传感器、膜技术等领域。
　　 本文依据分子印迹技术原理，选择花生壳中具有改善心脑血管等疾病的有效成分木犀草素和原儿茶酸为模板分子，制备了木犀草素分子印迹聚合物和原儿茶酸分子印迹聚合物，对两种印迹聚合物分别进行了结构表征和性能测试。分别将两种印迹聚合物初步用于花生全草中木犀草素和原儿茶酸的分离提取。
　　 木犀草素分子印迹聚合物的制备及性能测试:以木犀草素为模板分子，丙烯酰胺为功能单体，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，采用本体聚合法制备了木犀草素分子印迹聚合物。采用FTIR和SEM对分子印迹聚合物进行了结构表征和表面分析，考察了分子印迹聚合物用量、吸附温度、吸附时间以及吸附液浓度对吸附量的影响，研究了分子印迹聚合物的吸附选择性和重复利用性。研究表明，木犀草素中1270 cm-1的O-H吸收峰，在分子印迹聚合物中移至1300 cm-1处，说明模板分子被功能单体、交联剂经聚合交联固定在聚合物中，洗脱后该峰完全消失。洗脱前后分子印迹聚合物表面存在明显差别，洗脱后的分子印迹聚合物表面凹凸不平，产生了大量吸附模板分子的空穴;在40℃下，将20 mg印迹聚合物加入到浓度为100 mg/mL的吸附液中,4h内达到吸附平衡，使用与木犀草素结构相似的槲皮素作对比实验，结果表明:分子印迹聚合物对木犀草素的吸附量(35.65μmol/g)明显高于槲皮素的吸附量（10.52μmol/g），说明该分子印迹聚合物对木犀草素的选择性比较高;分子印迹聚合物重复10次用于分离木犀草素，再生率达93.6％。将分子印迹聚合物用于固相萃取，从花生壳提取物中萃取木犀草素，采用加标回收法测得木犀草素的回收率达92.3％-100.2％。
　　 原儿茶酸分子印迹聚合物的制备及性能测试:采用沉淀聚合法，以原儿茶酸为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，制备了原儿茶酸分子印迹聚合物。通过FTIR和SEM对分子印迹聚合物的结构进行了表征，考察了印迹聚合物的吸附动力学、结合热力学、热稳定性，以及吸附选择性和重复利用性。研究结果表明，洗脱前分子印迹聚合物在1225 cm-1处有明显的-OH吸收峰，说明原儿茶酸被功能单体、交联剂经聚合交联固定在聚合物中，洗脱后该吸收峰消失;洗脱前后分子印迹聚合物表面差别显著，洗脱后的分子印迹聚合物表面存在大量可吸附原儿茶酸的印迹空穴;分子印迹聚合物对原儿茶酸的吸附在90 min内达到平衡;温度对吸附影响较小，说明聚合物结构具有一定的热稳定性;比较分子印迹聚合物对原儿茶酸和其结构相似物苯酚、磺基水杨酸的吸附实验结果，吸附量分别为55.81μmol/g、18.65μmol/g、12.79μmol/g，表明该分子印迹聚合物对原儿茶酸具有特异性吸附;对原儿茶酸循环吸附分离12次后，再生率达96.7％;将该原儿茶酸分子印迹聚合物用于固相萃取花生全草中的原儿茶酸，原儿茶酸的加标回收率达90.8％-99.3％。
　　 本文所制两种分子印迹聚合物吸附材料对其模板分子具有较高的分离选择性，采用超声洗脱法，缩短了模板分子的洗脱时间，简化了合成工艺。首次实现了分子印迹技术在甲醇水溶液——强极性体系中，从花生壳中分离提取药用有效成分木犀草素和原儿茶酸，取得了比较满意的实验结果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 天然药物的开发应用进展

1．2 天然药物的提取分离技术研究进展

1．3 分子印迹技术

1．3．1 分子印迹技术的发展历史

1．3．2 分子印迹聚合物的制备原理

1．3．3 分子印迹聚合物的制备方法

1．3．4 分子印迹聚合物的应用

1．4 固相萃取技术

1．4．1 固相萃取技术的原理

1．4．2 固相萃取的吸附剂材料

1．5 本课题的研究目的和意义

第二章 木犀草素分子印迹聚合物的制备及应用

2．1 实验部分

2．1．1 主要仪器与试剂

2．1．2 木犀草素分子印迹聚合物的制备原理

2．1．3 木犀草素分子印迹聚合物的制备方法

2．1．4 木犀草素分子印迹聚合物的结构表征

2．1．5 木犀草素分子印迹聚合物的静态吸附实验

2．1．6 木犀草素分子印迹聚合物的专一选择性

2．1．7 木犀草素分子印迹聚合物的重复利用性

2．2 结果与讨论

2．2．1 木犀草素的吸收曲线

2．2．2 木犀草素的标准工作曲线

2．2．3 木犀草素分子印迹聚合物最佳合成条件的选择

2．2．4 木犀草素分子印迹聚合物的结构表征

2．2．5 木犀草素分子印迹聚合物的静态吸附实验分析

2．2．6 木犀草素分子印迹聚合物的吸附选择性

2．2．7 木犀草素分子印迹聚合物的重复利用性

2．3 小结

第三章 木犀草素分子印迹聚合物固相萃取应用研究

3．1 实验部分

3．1．1 实验仪器与试剂

3．1．2 木犀草素分子印迹固相萃取柱的制备

3．1．3 木犀草素分子印迹固相萃取条件的优化

3．1．4 木犀草素分子印迹固相萃取花生壳提取液中的木犀草素

3．1．5 木犀草素分子印迹固相萃取柱的重复使用性能评价

3．2 结果与讨论

3．2．1 上样溶剂的优化

3．2．2 淋洗溶剂的优化

3．2．3 洗脱液的优化

3．2．4 固相萃取花生壳提取液中的木犀草素

3．2．5 木犀草素分子印迹固相萃取柱的重复利用性

3．3 小结

第四章 原儿茶酸分子印迹聚合物的制备及应用

4．1 实验部分

4．1．1 主要仪器和试剂

4．1．2 原儿茶酸分子印迹聚合物的制备原理

4．1．3 原儿茶酸分子印迹聚合物的制备方法

4．1．4 原儿茶酸分子印迹聚合物的结构表征

4．1．5 原儿茶酸分子印迹聚合物的静态吸附实验

4．1．6 原儿茶酸分子印迹聚合物的吸附性能测试

4．1．7 原儿茶酸分子印迹聚合物固相萃取应用研究

4．2 结果与讨论

4．2．1 功能单体的选择

4．2．2 原儿茶酸的吸收曲线

4．2．3 原儿茶酸的标准工作曲线

4．2．4 原儿茶酸分子印迹聚合物最佳合成条件的选择

4．2．5 原儿茶酸分子印迹聚合物的结构表征

4．2．6 原儿茶酸分子印迹聚合物的吸附性能研究

4．2．7 原儿茶酸分子印迹固相萃取条件的优化

4．2．8 固相萃取花生全草提取液中的原儿茶酸

4．3 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

附录