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分子印迹或称分子模板技术是制备一类仿生分析试剂(即分子模板聚合物,简称MTP或称分子印迹聚合物,简称MIP)的技术。用该技术制备的分子印迹聚合物因为对模板分子具有预定选择性,因此在分离科学、合成化学、化学仿生传感器、临床药物分析等领域展现了良好的应用前景。
本论文在查阅了大量文献的基础上,回顾与总结了分子印迹技术在分离科学包括色谱、固相萃取、膜分离以及毛细管电色谱中的应用。然后,以分子印迹技术理论为指导,以青蒿素、氯胺酮和秋水仙碱为模板,采用本体聚合法和热引发方式合成了一系列的分子印迹聚合物,优化了分子印迹聚合物的合成条件,研究了这些印迹聚合物的性能与应用前景,具体工作如下:
一、氯胺酮的HPLC分离分析与印迹聚合物研究
1、为了研究氯胺酮分子印迹聚合物的应用性能,在优化了分离检测条件后,采用体积比为69:31的甲醇与0.025mmol/L K2HPO4-0.003mmol/L KH2PO4混合溶液为流动相,流速为1.0mL/min的条件下,首先建立了测定尿样中氯胺酮的反相高效液相色谱法,该法对加标尿样测定的回收率为96.7%,相对标准偏差为2.4%,证明其测定结果是准确可靠的。
2、采用本体聚合法和热引发方式,以不同功能单体和反应物组成比制备了一系列(9个)氯胺酮分子印迹聚合物,通过采用紫外光谱法测定各印迹聚合物对底物的平衡吸附量和印迹因子,探讨了制备氯胺酮分子印迹聚合物的最佳实验条件。结果表明,以α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,甲醇为致孔溶剂,甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,控制氯胺酮与MAA及交联剂的加入摩尔比为1:4:30时制备的MIP(定义为MIP1)对氯胺酮具有较大的吸附容量、较高的吸附选择性和较快的动力学吸附速度。将该聚合物制备的固相萃取柱用于分离富集尿液中的氯胺酮,洗脱液经HPLC分析证明,该印迹聚合物有作为从尿样中提取分离氯胺酮的应用前景,氯胺酮的萃取回收率达到65.8%。机理研究表明,MAA与氯胺酮之间能形成1:2的复合物,MIP1中存在两类结合位点,即高亲和性的特异性结合位点与低亲和性的非特异性结合位点。
二、秋水仙碱的HPLC分离分析与印迹聚合物研究
1、在优化了分离检测条件后,采用了体积比为50:50的甲醇-0.05mol/L KH2PO4的混合溶液为流动相,流速为1.0mL/min,建立了一个分离分析百合中秋水仙碱的反相高效液相色谱法,并用该方法测定了百合中秋水仙碱的含量。结果表明,方法对实际样品测定的加标回收率为93.0%~110.0%,测定结果的相对标准偏差为2.4%,测定结果准确可靠。
2、以秋水仙碱为模板分子,采用单因素变量法改变功能单体的种类和用量,在不同的交联度下以氯仿为致孔溶剂制备了10个秋水仙碱分子印迹聚合物,用紫外光谱法和平衡吸附实验测定了这些印迹聚合物的吸附容量与印迹因子。结果表明,以AM为功能单体,秋水仙碱与AM及交联剂的加入摩尔比为1:2:30时制备的MIP(定义为MIP4)对秋水仙碱具有较大的吸附容量与选择性。Scatchard分析证明,与大部分非印迹聚合物类似,MIP4中也存在特异性结合与非特异性结合两类结合位点。将用MIP4制备的固相萃取柱(MISPE柱)用于百合甲醇提取液的萃取分离,洗脱液经HPLC分离分析后发现,MIP4制备的固相萃取柱对百合甲醇提取液中的秋水仙碱富集能力远大于对其它共存组分,秋水仙碱的萃取回收率可以达到75.0%,百合中秋水仙碱的MISPE-HPLC分析结果与HPLC分析结果相吻合,证明所合成的MIP4有从百合中定量富集秋水仙碱的能力,具有实用价值。
三、以青蒿素为模板分子,EGDMA为交联剂,分别选用丙烯酰胺(AM)、α-甲基丙烯酸(MAA)、2-乙烯基吡啶(2-VP)和4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,在甲醇中合成了四种青蒿素分子印迹聚合物(MIP),采用平衡结合实验,用紫外光谱检测,研究了聚合物的吸附性能。结果表明,以AM为功能单体制备的印迹聚合物(定义为MIP1)具有最大的吸附容量(63.57mg/g)、较为理想的印迹效果(印迹因子为1.996)和吸附平衡速度,说明该聚合物有作为吸附材料用于分离富集青蒿素的应用前景。