分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法，該方法通過特殊的致孔劑配方設(shè)計，模板分子熊果酸或齊墩果酸加入由大分子擁擠試劑、離子液體和二甲基亞砜組成的致孔劑中，再加入功能單體、交聯(lián)劑及引發(fā)劑，超聲脫氣，通氮氣除氧，得到熊果酸或齊墩果酸分子印跡整體柱；本發(fā)明所述方法使大分子試劑與綠色溶劑離子液體能形成具有良好的滲透性和明顯的印跡效果的分子印跡整體柱。得到熊果酸或齊墩果酸分子印跡整體柱比單獨使用大分子試劑與離子液體為致孔劑時印跡效果更佳。本發(fā)明具有制備簡單、避免繁瑣的制備過程、分子識別性能好等特點，所制得的分子印跡整體柱具有良好的滲透性和明顯的印跡效果，為獲得印跡效果更好的印跡整體柱提供了一種新的方法。
【專利說明】分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明屬于藥物分析領(lǐng)域，涉及分子印跡整體柱的制備，特別涉及一種以大分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備分子印跡整體柱的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]分子印跡技術(shù)是在模擬自然界中酶-底物及受體-抗體作用的基礎(chǔ)之上發(fā)展來的一項合成具有預(yù)選擇性固定相的技術(shù)。該技術(shù)制備的印跡聚合物具有親和性與選擇性好，抗惡劣環(huán)境能力強、穩(wěn)定性好、使用壽命長和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，已廣泛用于化學(xué)催化，固相萃取，色譜分離，緩控釋給藥系統(tǒng)，化學(xué)傳感器等領(lǐng)域。
[0003]原位聚合是一種將預(yù)聚合混合溶液注入到空的色譜柱、毛細管柱或固體表面，通過洗脫除去模板分子后可直接應(yīng)用，制備合成的整體柱具有滲透性好、傳質(zhì)速度快、分離效率高和易于改性的優(yōu)點。此外它還具有灌注色譜的特點，即色譜柱中既有流動相的流通孔(接近1 μ m)又有便于溶質(zhì)進行傳質(zhì)的中孔(幾十個納米)，而且色譜柱的穩(wěn)定性很好，因此整體柱也被譽為繼多聚糖、交聯(lián)與涂潰、單分散之后的第四代色譜填料。分子印跡整體柱是高效液相色譜與分子印跡整體柱的融合技術(shù)，它既具有高效液相色譜高柱效的優(yōu)點，也具有MIP的高選擇性的優(yōu)勢，因此具有比常規(guī)本體聚合方法制備的MIP更高的效率。在分子印跡整體柱研制的過程中，聚合反應(yīng)條件的優(yōu)化起著決定性的作用，一旦聚合反應(yīng)條件優(yōu)化選定，制備的色譜柱成功率可達100%，因此開發(fā)成功的致孔劑對制備性能良好的分子印跡整體柱至關(guān)重要。
[0004]離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的、完全由陰陽離子所組成的鹽，也稱為低溫熔融鹽，由于其蒸汽壓極低，對有機和無機化合物均有良好的溶解性能，并且在可操作溫度寬(-40-300°C )，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，使它被廣泛應(yīng)用于化學(xué)研究的各個領(lǐng)域中。近年來，實驗證明在制備印跡聚合物時，用離子液體充當(dāng)溶劑或致孔劑，可以起到加快聚合速度和加強印跡效果的作用，是制備印跡聚合物一種新的發(fā)展方向。
[0005]大分子擁擠是生物細胞中分子環(huán)境一個很重要的特征，即所有的細胞中都存在著大量的蛋白質(zhì)、核酸、多糖等各種生物大分子，因此任何一種大分子都處于一個充滿其他大分子的擁擠環(huán)境中，因此將增強溶質(zhì)的濃縮傾向，從而降低溶液的自由能。類似地，在有機的印跡體系中加入大量的不與模板作用的惰性高分子，也可造成分子擁擠環(huán)境。已有證據(jù)證明在制備MIPs時，大分子擁擠試劑的存在可以穩(wěn)定模板分子與功能單體間的相互作用，并且促使平衡向形成印跡復(fù)合物的方向移動。制備的印跡聚合物對印跡分子的結(jié)合能力大大提高，識別性能也得到了增強，模板在MIP上的保留值甚至能高出以普通方法制備的MIP一個數(shù)量級。
[0006]當(dāng)前，離子液體和大分子擁擠試劑都已用于制備印跡整體柱，并顯示了良好的印跡效果，但將兩者組合起來制備印跡整體柱以利用二者的優(yōu)點卻沒能實現(xiàn)。主要原因是常見的離子液體和大分子擁擠試劑是不互溶的，因此很難將兩者構(gòu)成一個均相的體系來完成聚合過程，因此需要發(fā)展新的致孔劑體系來解決離子液體和大分子擁擠試劑的互溶性，并獲得良好的印跡效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所述的一種分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法，該方法通過特殊的致孔劑配方設(shè)計，模板分子熊果酸或齊墩果酸加入由大分子擁擠試劑、離子液體和二甲基亞砜組成的致孔劑中，再加入功能單體、交聯(lián)劑及引發(fā)劑，超聲脫氣，通氮氣除氧，得到熊果酸或齊墩果酸分子印跡整體柱；本發(fā)明所述方法使大分子試劑與綠色溶劑離子液體能形成具有良好的滲透性和明顯的印跡效果的分子印跡整體柱。得到熊果酸或齊墩果酸分子印跡整體柱比單獨使用大分子試劑與離子液體為致孔劑時印跡效果更佳。本發(fā)明具有制備簡單、避免繁瑣的制備過程、分子識別性能好等特點，所制得的分子印跡整體柱具有良好的滲透性和明顯的印跡效果，為獲得印跡效果更好的印跡整體柱提供了一種新的方法。
[0008]本發(fā)明所述的一種分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法，按下列步驟進行:
[0009]a、將模板分子熊果酸或齊墩果酸加入由大分子擁擠試劑為聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液、離子液體為1- 丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽和二甲基亞砜按體積比為25: 8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0010]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱；
[0011]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液沖洗使模板分子完全除去，得到熊果酸或齊墩果酸分子印跡整體柱。
[0012]步驟a中的模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1: 8: 32。
[0013]步驟a中使用的聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液的濃度為150mg/mL。
[0014]步驟a中致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80%。
[0015]步驟b中引發(fā)劑偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4%。
[0016]本發(fā)明所述的一種分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法，通過一種特殊的致孔劑配方設(shè)計，使大分子擁擠試劑和離子液體兩者間具有良好的互溶能力，并制得具有良好滲透性和分子識別效果的分子印跡整體柱，使用該體系合成的分子印跡整體柱結(jié)構(gòu)均勻、通透性良好，并且以熊果酸和齊墩果酸為模板在該體系下合成的分子印跡整體柱有很好的識別性能，印跡效果明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明以聚甲基丙烯酸甲酯和離子液體為致孔劑的熊果酸印跡柱(MIP-1)和空白柱(NIP-1)的色譜保留圖；
[0018]圖2為本發(fā)明不加聚甲基丙烯酸甲酯的熊果酸印跡柱(MIP-2)和空白柱(NIP-2)的色譜保留圖；
[0019]圖3為本發(fā)明以異辛烷替代離子液體的熊果酸印跡柱(MIP-3)和空白柱(NIP-3)的色譜保留圖；
[0020]圖4為本發(fā)明以聚甲基丙烯酸甲酯和離子液體為致孔劑的齊墩果酸印跡柱(MIP-4)和空白柱(NIP-4)的色譜保留圖；
[0021]圖5為本發(fā)明不加聚甲基丙烯酸甲酯的齊墩果酸印跡柱(MIP-5)和空白柱(NIP-5)的色譜保留圖；
[0022]圖6為本發(fā)明以異辛烷替代離子液體的齊墩果酸印跡柱(MIP-6)和空白柱(NIP-6)的色譜保留圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實施例，進一步詳細闡述本發(fā)明。
[0024]實施例1
[0025]以聚甲基丙烯酸甲酯和離子液體為致孔劑的熊果酸分子印跡整體柱的制備及印跡效果評價:
[0026]a、將模板分子熊果酸加入由大分子擁擠試劑為聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液、離子液體為1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽和二甲基亞砜按體積比為25: 8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0027]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管規(guī)格為柱長100mm，內(nèi)徑4.6mm密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱，其中模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1:8: 32，致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80% ;偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4% ；
[0028]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到HPLC高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液沖洗150mL使模板分子完全除去，得到熊果酸分子印跡整體柱；
[0029]用高效液相色譜法對其進行色譜分析，檢測波長設(shè)置為214nm，將合成的色譜柱連與高效液相色譜儀上，使系統(tǒng)穩(wěn)定至基線水平，進樣，測定熊果酸的保留時間tK和丙酮的保留時間h，熊果酸的保留因子用公式k’ =計算，通過同樣的方法測定不加模板的空白柱上熊果酸的保留因子，熊果酸的印跡因子用公式IF = k’ MIP/k’ NIP計算；
[0030]結(jié)果表明，在流動相條件為乙腈/乙酸鹽緩沖液(70/30，v/v)(其中鹽濃度為50mmol/L,pH 4.2)，流速0.5mL/min時，柱溫為30°C，以聚甲基丙烯酸甲酯和離子液體為致孔劑的熊果酸分子印跡整體柱有最好的印跡效果，模板分子熊果酸IF為2.33。
[0031]實施例2 (對照)
[0032]為考察聚甲基丙烯酸甲酯對該合成方法的影響，合成了不加入聚甲基丙烯酸甲酯的熊果酸分子印跡整體柱，其具體步驟如下:
[0033]a、將模板分子熊果酸加入離子液體為1- 丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽和二甲基亞砜按體積比為8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0034]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管規(guī)格為柱長100mm，內(nèi)徑4.6mm密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱，其中模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1:8: 32，致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80% ;偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4% ；
[0035]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到HPLC高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液沖洗150mL使模板分子完全除去，得到熊果酸分子印跡整體柱；
[0036]色譜評價同實施例1中對印跡柱的考察；
[0037]結(jié)果表明，不加入聚甲基丙烯酸甲酯的熊果酸分子印跡整體柱印跡效果明顯下降，模板分子熊果酸IF僅為1.13。
[0038]實施例3 (對照)
[0039]為考察離子液體對該合成方法的影響，合成了以異辛烷替代離子液體的熊果酸分子印跡整體柱，其具體步驟如下:
[0040]a、將模板分子熊果酸加入由大分子擁擠試劑為聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液、離子液體為異辛烷和二甲基亞砜按體積比為25: 8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0041]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管規(guī)格為柱長100mm，內(nèi)徑4.6mm密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱，其中模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1:8: 32，致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80% ;偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4% ；
[0042]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到HPLC高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液沖洗150mL使模板分子完全除去，得到熊果酸分子印跡整體柱；
[0043]色譜評價同實施例1中對印跡柱的考察。
[0044]結(jié)果表明，以異辛烷替代離子液體的熊果酸分子印跡整體柱印跡效果明顯下降，模板分子熊果酸IF僅為1.01。
[0045]實施例4
[0046]以聚甲基丙烯酸甲酯和離子液體為致孔劑的齊墩果酸分子印跡整體柱的制備及印跡效果評價:
[0047]a、將模板分子齊墩果酸加入由大分子擁擠試劑為聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液、離子液體為1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽和二甲基亞砜按體積比為25: 8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0048]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管規(guī)格為柱長100mm，內(nèi)徑4.6mm密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱，其中模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1: 8: 32，致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80% ;偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4% ；
[0049]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到HPLC高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液150mL沖洗使模板分子完全除去，得到齊墩果酸分子印跡整體柱。
[0050]用高效液相色譜法對其進行色譜分析，檢測波長設(shè)置為214nm，將合成的色譜柱連于高效液相色譜儀上，使系統(tǒng)穩(wěn)定至基線水平，進樣，測定齊墩果酸的保留時間tK和丙酮的保留時間h，齊墩果酸的保留因子用公式k’ = (tftj/h計算，通過同樣的方法測定不加模板的空白柱上齊墩果酸的保留因子，齊墩果酸的印跡因子用公式IF = k’ MIP/k’ NIP計算；
[0051]結(jié)果表明，在流動相條件為乙腈/乙酸鹽緩沖液(70/30，v/v)(其中鹽濃度為50mmol/L,pH 4.2)，流速0.5mL/min時，柱溫為30°C，以聚甲基丙烯酸甲酯和離子液體為致孔劑的齊墩果酸分子印跡整體柱有最好的印跡效果，模板分子齊墩果酸IF為2.97。
[0052]實施例5 (對照)
[0053]為考察聚甲基丙烯酸甲酯對該合成方法的影響，合成了不加入聚甲基丙烯酸甲酯的齊墩果酸分子印跡整體柱，其具體步驟如下:
[0054]a、將模板分子齊墩果酸加入由離子液體為1- 丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽和二甲基亞砜按體積比為8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0055]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管規(guī)格為柱長100mm，內(nèi)徑4.6mm密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱，其中模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1:8: 32，致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80% ;偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4% ；
[0056]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到HPLC高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液沖洗150mL使模板分子完全除去，得到齊墩果酸分子印跡整體柱。
[0057]色譜評價對印跡柱的考察；
[0058]結(jié)果表明，不加入聚甲基丙烯酸甲酯的齊墩果酸分子印跡整體柱印跡效果明顯下降，模板分子齊墩果酸IF僅為1.12。
[0059]實施例6 (對照)
[0060]為考察離子液體對該合成方法的影響，合成了以異辛烷替代離子液體的齊墩果酸分子印跡整體柱，其具體步驟如下:
[0061]a、將模板分子齊墩果酸加入由大分子擁擠試劑為聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液、離子液體為異辛烷和二甲基亞砜按體積比為25: 8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物；
[0062]b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣lOmin除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管規(guī)格為柱長100mm，內(nèi)徑4.6mm密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱，其中模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1: 8: 32，致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80% ;偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的總質(zhì)量的0.4% ；
[0063]c、將步驟b得到的分子印跡整體柱取出連接到HPLC高壓輸液泵上，先用乙腈沖洗，以除去整體柱中殘留的致孔劑，然后再用體積比為90:10的甲醇:乙酸混合溶液沖洗150mL使模板分子完全除去，得到齊墩果酸分子印跡整體柱。
[0064]色譜評價對印跡柱的考察；
[0065]結(jié)果表明，以異辛烷替代離子液體的齊墩果酸分子印跡整體柱印跡效果明顯下降，模板分子齊墩果酸IF僅為1.02。
【權(quán)利要求】
1.一種分子擁擠試劑和離子液體為致孔劑制備印跡整體柱的方法，其特征在于按下列步驟進行: a、將模板分子熊果酸或齊墩果酸加入由大分子擁擠試劑為聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液、離子液體為1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸鹽和二甲基亞砜按體積比為25: 8: 5組成的致孔劑中，超聲直至模板完全溶解，形成復(fù)合物； b、步驟a中形成的復(fù)合物中加入功能單體4-乙烯基卩比唳、交聯(lián)劑二甲基丙烯酸乙二醇酯及引發(fā)劑偶氮二異丁腈，超聲脫氣lOmin，通氮氣1min除氧，再將混合液注入不銹鋼色譜柱管密封好后，放入溫度60°C水浴中熱引發(fā)反應(yīng)24h，得到分子印跡整體柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中的模板分子和步驟b中的功能單體和交聯(lián)劑的摩爾比為1: 8: 32。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中使用的聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液的濃度為150mg/mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中致孔劑總用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟b中引發(fā)劑偶氮二異丁腈用量占分子印跡整體柱的原料總質(zhì)量的0.4%。
【文檔編號】G01N30/60GK104316628SQ201410613288
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】劉照勝, 張琛, 阿吉艾克拜爾·艾薩 申請人:中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所