温敏桃叶珊瑚苷印迹修饰复合材料的制备方法及应用与流程

[0001]
本发明属于新材料领域，具体涉及一种对桃叶珊瑚苷具有温敏性高选择吸附和脱附能力的新型印迹修饰氧化石墨烯复合材料的制备方法及固相萃取分离和纯化。


背景技术：

[0002]
杜仲是我国的一种名贵中药材，因其具有补肝肾、壮 筋 骨 、 降 血压、抗衰老、抗炎等功效而在《神农本草经》中被誉为上品。桃叶珊瑚甙(aucubin)是其中重要的生物活性成分之一，杜仲籽经超临界萃取亚麻酸后的杜仲粕中含有约8%的桃叶珊瑚苷。最近的研究表明，桃叶珊瑚苷具有抗菌消炎、降压、保肝护肝、清湿热、利小便、镇痛、抗肿瘤等生物活性，并且在预防禽流感方面也有一定效果。目前，桃叶珊瑚甙的提取分离方法主要有冷浸提取法、回流提取法、超声波提取法、超临界co2萃取法，提取溶剂一般为水、甲醇及乙醇。分离纯化桃叶珊瑚苷常采用铅盐沉淀法、活性炭吸附法、薄层色谱分离法、大孔吸附树脂法、半制备高效液相色谱法等。这些方法或残留重金属离子，或有分离效果不好、不能规模化生产等缺陷，因此必须寻找更好的分离技术。临床研究表明杜仲素a对camp磷酸二酯酶有强的抑制活性，可制备成血管扩张剂，在心脑血管疾病防治中具备重要潜力。从杜仲植物中提取分离是获取杜仲素a化合物的重要途径。然而现存的一些提取技术由于对目标化合物的选择性不够高，常使得提取过程非常复杂，提取成本居高不下。探寻对这类化合物高选择性的富集材料及分离方法对于实现植物生物活性化合物的高效提取具有十分重要的意义。
[0003]
分子印迹技术是化学家们利用一些天然化合物为模板，合成分子印迹聚合物并进行分子识别的技术。通过分子印迹技术合成的具有特异性识别和选择性吸附的聚合物，其基本原理是模拟生物体中抗原与抗体特异性识别的过程，以抗原为模板合成抗体所形成的一种理论。通过模板分子、功能单体，在交联剂和引发剂的作用下发生聚合反应，再利用一些手段洗脱模板分子，得到具有与模板分子结构相似的特定“孔穴”的聚合物。分子印迹聚合物对目标分子具有较高的特异性识别和选择性吸附能力，被广泛运用于固相萃取、吸附、催化等领域，其主要特点有：（1）预定选择性。2.高选择识别性。3.广泛实用性，分子印迹聚合物的选择识别能力可与天然的生物分子识别系统，如酶与底物、抗原与抗体、受体与激素相比拟，但又有天然分子识别系统所不具备的抗高温、耐酸碱等恶劣环境的能力，因而具有很高的稳定性和长的使用寿命。但是传统的分子印迹聚合物是高交联度、刚性结构的材料，而天然的受体分子（目标分子）拥有更灵活、多变的构象结构，因此传统的分子印迹聚合物的刚性特点限制了印迹聚合物与目标分子的相互结合。而智能型高分子聚合物可在外部刺激下引起物理性质的连续变化，因此是最具前景的分子印迹材料，其中温敏性印迹聚合物是一种典型的印迹体系，在温度调节下进行可逆的溶胀和收缩，增加了与目标分子相互结合的数目。将传统分子印迹技术与温敏性聚合物二者相结合，一方面可提高对目标分子的特异识别能力，另一方面可在外界温度刺激下进行可逆的溶胀和收缩，实现对目标分子的温度可控识别和可控洗脱，避免了用有机溶剂洗脱模板分子达到聚合物的再利用而造成的原料浪费和环境污染，起到了绿色环保的效果。


技术实现要素：

[0004]
为克服现有技术的不足，本发明以氧化石墨烯为载体，以桃叶珊瑚苷为模板分子，结合温敏聚合物制备技术合成了温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料，并用于杜仲籽粨提取物中目标化合物的富集和分离。
[0005]
为获得温敏性印迹修饰氧化石墨烯复合材料，本发明采取以下工艺步骤：（1）乙烯基修饰氧化石墨烯的合成将200mg石墨烯纳米片加入到10-15ml水-乙醇混合溶液（1:1, v/v）中，超声搅拌60min后，加入氨水调节溶液至弱碱性，在20min时间内缓慢滴入6-12ml 3-甲基丙烯酰氧基-丙基-三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，于60℃温度下反应24h，冷却，离心分离固体，依次用20ml乙醇和去离子水洗涤3次，所得固体置于50℃真空干燥箱12h得乙烯基修饰氧化石墨烯。
[0006]
（2）温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯的制备称取 2.0-5.0 mmol 桃叶珊瑚苷，溶于 20-30 ml 含0.2%乙酸的乙腈/甲醇(3:1，v/v)混合溶液中, 加入8.0-15.0mmol丙烯酰胺和10.0-30.0 mmol n-异丙基丙烯酰胺,搅拌，静置30min。加入10.0-15.0mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯和20.0-40.0mmol二乙烯基苯，混合均匀，再加入50mg二苯甲酮，搅拌，通氩气15min。加入120-150mg乙烯基修饰氧化石墨烯，超声波处理10min，真空密封，将反应体系置于紫外灯下室温照射36h，吸出上层清液后，用0.45um的微孔滤膜过滤，收集的固体依次用30ml甲醇-乙酸（9:1, v/v）、30ml甲醇及30ml四氢呋喃浸提2次，每次2h，过滤，真空干燥，得温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料。
[0007]
（3）温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料的分离应用 将1.2-3.0 g温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料装入固相萃取管中，于25℃下依次用15ml甲醇-水（1:1,v/v）混合溶液和10ml乙腈洗涤萃取柱中的残余化合物并平衡后，进行固相萃取。控制固相萃取柱温度为40-45℃，将12-18ml含有桃叶珊瑚苷的杜仲籽粨乙醇提取物浓缩液流过复合材料吸附剂层，收集流出液并分析泄露的目标物浓度后计算萃取柱上样量。降低萃取柱温度为25-35℃，依次用10-15ml乙腈、10-15ml乙腈-丙酮（1:1,v/v）混合溶液和10-15ml乙酸乙酯-乙醇（95:5, v/v）混合溶液洗涤吸附在萃取柱中的杂质化合物，再用30-50ml40-50%的乙醇水溶液进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压蒸馏大部分溶剂后，溶解于3-8ml去离子水中，并置于2-5℃低温下重结晶，可得纯度为75-85%的桃叶珊瑚苷晶体。
[0008]
以本发明得到的分子印迹复合材料为吸附剂，固相萃取和分离纯化杜仲籽粨粗提液中的桃叶珊瑚苷时，具有提取分离过程简单的特点，单步操作即可获得较高纯度的目标化合物，并且产品回收率高，印迹聚合物可重复使用。
[0009]
与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：发明了一种温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料的制备方法，用这种方法获得的分子印迹复合材料粒径较为均匀，比表面积高，温度响应性能，复合材料在40-45℃下对杜仲桃叶珊瑚苷具有较高的选择吸附能力，而在较低温度下（25-35℃），吸附在复合材料上的目标化合物容易脱附。通过调节温度，可以使用该种氧化石墨烯-印迹复合材料对杜仲中桃叶珊瑚苷进行选择吸附和固相萃取分离纯化，且这种印迹复合材料微球回收处理后可重复使用，降低了生产成本，具有较高的应用前景。
具体实施方式
[0010]
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0011]
实施例1：（1）乙烯基修饰氧化石墨烯的合成将200mg石墨烯纳米片加入到11ml水-乙醇混合溶液（1:1, v/v）中，超声搅拌60min后，加入氨水调节溶液至弱碱性，在20min时间内缓慢滴入11ml 3-甲基丙烯酰氧基-丙基-三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，于60℃温度下反应24h，冷却，离心分离固体，依次用20ml乙醇和去离子水洗涤3次，所得固体置于50℃真空干燥箱12h得乙烯基修饰氧化石墨烯。
[0012]
（2）温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯的制备称取 3.0 mmol 桃叶珊瑚苷，溶于 28 ml 含0.2%乙酸的乙腈/甲醇(3:1，v/v)混合溶液中, 加入9.0 mmol丙烯酰胺和27.0 mmol n-异丙基丙烯酰胺,搅拌，静置30min。加入11.0mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯和30.0mmol二乙烯基苯，混合均匀，再加入50mg二苯甲酮，搅拌，通氩气15min。加入140mg乙烯基修饰氧化石墨烯，超声波处理10min，真空密封，将反应体系置于紫外灯下室温照射36h，吸出上层清液后，用0.45um的微孔滤膜过滤，收集的固体依次用30ml甲醇-乙酸（9:1, v/v）、30ml甲醇及30ml四氢呋喃浸提2次，每次2h，过滤，真空干燥，得温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料。
[0013]
（3）温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料的分离应用将2.0 g温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料装入固相萃取管中，于25℃下依次用15ml甲醇-水（1:1,v/v）混合溶液和10ml乙腈洗涤萃取柱中的残余化合物并平衡后，进行固相萃取。控制固相萃取柱温度为40-45℃，将12-18ml含有桃叶珊瑚苷的杜仲籽粨乙醇提取物浓缩液流过复合材料吸附剂层，收集流出液并分析泄露的目标物浓度后计算萃取柱上样量。降低萃取柱温度为25-35℃，依次用10-15ml乙腈、10-15ml乙腈-丙酮（1:1,v/v）混合溶液和10-15ml乙酸乙酯-乙醇（95:5, v/v）混合溶液洗涤吸附在萃取柱中的杂质化合物，再用30-50ml40-50%的乙醇水溶液进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压蒸馏大部分溶剂后，溶解于3-8ml去离子水中，并置于2-5℃低温下重结晶，得纯度为82%的桃叶珊瑚苷晶体。
[0014]
实施例2：（1）乙烯基修饰氧化石墨烯的合成将200mg石墨烯纳米片加入到14ml水-乙醇混合溶液（1:1, v/v）中，超声搅拌60min后，加入氨水调节溶液至弱碱性，在20min时间内缓慢滴入7ml 3-甲基丙烯酰氧基-丙基-三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，于60℃温度下反应24h，冷却，离心分离固体，依次用20ml乙醇和去离子水洗涤3次，所得固体置于50℃真空干燥箱12h得乙烯基修饰氧化石墨烯。
[0015]
（2）温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯的制备称取 4.0 mmol 桃叶珊瑚苷，溶于 21 ml 含0.2%乙酸的乙腈/甲醇(3:1，v/v)混合溶液中, 加入13.0mmol丙烯酰胺和10.0-30.0 mmol n-异丙基丙烯酰胺,搅拌，静置30min。加入12.0mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯和28.0mmol二乙烯基苯，混合均匀，再加入50mg二苯甲酮，搅拌，通氩气15min。加入122mg乙烯基修饰氧化石墨烯，超声波处理10min，真空密封，将反应体系置于紫外灯下室温照射36h，吸出上层清液后，用0.45um的微孔滤膜过滤，收集的固体依次用30ml甲醇-乙酸（9:1, v/v）、30ml甲醇及30ml四氢呋喃浸提2次，每次2h，过滤，真空干燥，得温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料。
[0016]
（3）温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料的分离应用将2.4 g温敏性桃叶珊瑚苷印迹修饰氧化石墨烯复合材料装入固相萃取管中，于25℃下依次用15ml甲醇-水（1:1,v/v）混合溶液和10ml乙腈洗涤萃取柱中的残余化合物并平衡后，进行固相萃取。控制固相萃取柱温度为40-45℃，将12-18ml含有桃叶珊瑚苷的杜仲籽粨乙醇提取物浓缩液流过复合材料吸附剂层，收集流出液并分析泄露的目标物浓度后计算萃取柱上样量。降低萃取柱温度为25-35℃，依次用10-15ml乙腈、10-15ml乙腈-丙酮（1:1,v/v）混合溶液和10-15ml乙酸乙酯-乙醇（95:5, v/v）混合溶液洗涤吸附在萃取柱中的杂质化合物，再用30-50ml40-50%的乙醇水溶液进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压蒸馏大部分溶剂后，溶解于3-8ml去离子水中，并置于2-5℃低温下重结晶，得纯度为77%的桃叶珊瑚苷晶体。
[0017]
上述实施例并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

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