莱鲍迪苷a分子印迹聚合物的制备方法
【专利摘要】本发明涉及食品分离【技术领域】，具体是莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，以莱鲍迪苷A为模板分子、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，以N，N’-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂为致孔剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，经过分散混匀、通入氮气除氧、热引发聚合、索氏抽提和干燥，得到莱鲍迪苷A分子印迹聚合物。本发明的有益效果：制备的分子印迹聚合物在含水流动相中对莱鲍迪苷A具有很好的吸附选择性，且吸附量大，可作为一种吸附分离材料用于分离纯化甜叶菊提取物中的莱鲍迪苷A。
【专利说明】莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品分离【技术领域】，特别涉及到一种莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 甜味剂是一类对食品加工特性和口感起重要作用的食品添加剂。莱鲍迪苷A是一 种从菊科植物甜叶菊的茎叶中提取的低热值的高倍甜味剂，具有绿色天然、安全无毒、理化 性质稳定、口感接近蔗糖等优良特性。莱鲍迪苷A作为植物提取物，现行工业规模制取高纯 度莱鲍迪苷A的工艺复杂。甜叶菊干叶经粉碎、提取、除杂、脱色纯化等工艺后，得到粗品， 还需采用醇类溶剂或醇-水混合溶剂经过反复重结晶过程，才能得到高纯度的莱鲍迪苷A。 造成莱鲍迪苷A分离纯化较为困难的原因在于，甜叶菊中含有多种与莱鲍迪苷A结构相近 的萜苷类化合物，造成现有分离纯化技术的选择性不强，操作步骤多，耗时费力。
[0003] 分子印迹技术是指运用分子印迹原理和方法，以某一特定的目标物为模板 分子，制备对模板分子具有特异选择性或高"识别性"分子印迹聚合物的过程。分子 印迹聚合物因其构效预定性、特异识别性和广泛适用性，在膜分离[中国专利申请号 CN200710070588. 8]、色谱分离[中国专利申请号200910248927. 6]、固相萃取[中国专利申 请号201010613255. 7]等现代分离【技术领域】得到日益广泛的研究和应用。研究表明，将分 子印迹聚合物用于固相萃取，除了操作简单、负载量大、回收率高等优点外，兼具对模板分 子的高选择性和亲和性，实现富集与分离相结合。
[0004] 通过查阅现有技术文献，尚未发现与本
【发明内容】
莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制 备方法相关的报道。
【发明内容】
[0005] 要解决的技术问题：
[0006] 本发明针对现有关于莱鲍迪苷A的提取、分离纯化技术的不足，提供一种莱鲍迪 苷A分子印迹聚合物的制备方法，制备的分子印迹聚合物对莱鲍迪苷A具有良好的识别能 力和吸附选择性，并且有良好的吸附容量和分离性能。其制备方法简便，工艺过程容易控 制，重现性好。
[0007] 技术方案：
[0008] 莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，该方法步骤如下：
[0009] (1)将模板分子莱鲍迪苷A、功能单体甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交联剂乙二醇二 甲基丙烯酸酯溶解在致孔剂中，置于反应器中，室温下在振荡器上反复振荡，使模板分子与 功能单体充分作用，再加入引发剂偶氮二异丁腈，超声处理后，充入氮气，真空密封；其中模 板分子与功能单体的物质的量之比为1 : 8?32,功能单体与交联剂的物质的量之比为 1 : 3?5,交联剂与致孔剂的体积比为1 : 1?5,引发剂与功能单体和交联剂用量之和的 质量比为1 : 100 ;
[0010] (2)混合溶液通过热引发聚合，形成块状聚合物；
[0011] (3)将块状聚合物研磨，过80?100目筛。将收集的聚合物颗粒用滤纸包好置于 索氏抽提器内，用甲醇/冰醋酸（80/20,体积比）混合溶剂抽提24?48h，除去大部分模板 分子，再用纯甲醇继续抽提5h ;
[0012] (4)将除去模板分子的分子印迹聚合物在40°C下真空干燥24h，得到莱鲍迪苷A分 子印迹聚合物。
[0013] 步骤⑴所述的致孔剂，为Ν，Ν' -二甲基甲酰胺和四氢呋喃按体积比1 : 0. 5? 3组成的混合液；
[0014] 步骤⑴所述的超声处理的超声功率为50?400W，处理时间为lh，充入氮气的时 间为15?30min ;
[0015] 步骤⑵所述的热引发聚合的条件为在60?70°C水浴中反应24h。
[0016] 所述莱鲍迪苷A分子印迹聚合物用扫描电子显微镜对其形貌进行表征，照片见说 明书附图。经美国Micromeritics Instrument公司的ASAP2010型自动比表面积和孔结构 分析仪测定，BET表面积为185. 0?386. 8m2/g，微孔体积0. 065?0. 097cm3/g，BJH吸附法 测定平均孔径为7. 8?13. 7nm。
[0017] 所述莱鲍迪苷A分子印迹聚合物对模板分子及结构类似物的结合作用通过平衡 吸附实验进行评价。配制不同浓度的莱鲍迪苷A水溶液，分别加入一定质量的莱鲍迪苷A 分子印迹聚合物进行吸附实验，根据结合前后溶液中底物的浓度变化计算单位质量聚合物 对底物的结合量Wymol/g)。
[0018] B = (C^^) · V/m (1)
[0019] 采用Scatchard方程计算出结合位点的最大表观结合量Β_(μ mol/g)和平衡离 解常数 Kd( μ mol/mL)。
[0020] Scatchard 方程为：
[0021] B/C2= (Bfflax-B)/Kd (2)
[0022] 式中，CjPC2( μ mol/mL)分别为吸附液中模板分子在吸附前和吸附达到平衡时浓 度，V(mL)为吸附液体积，m(g)为分子印迹聚合物的质量。
[0023] 以B/C2对B作图，根据回归曲线的截距和斜率计算得到，所述莱鲍迪苷A分子印 迹聚合物对莱鲍迪苷A的最大结合量B max为110?305 μ mol/g，解离常数Kd为0. 05? 1.17 μmol/mL〇
[0024] 所述莱鲍迪苷A分子印迹聚合物对模板分子的吸附选择性通过以下方法得出：分 别配制莱鲍迪苷A及其结构类似物的水溶液，加入分子印迹聚合物，放入振荡器室温下吸 附，用高效液相色谱测定吸附液中各底物的溶液，根据吸附前后溶液浓度的变化可以计算 得出静态分配系数K及识别因子β，由此可评价莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的吸附选择性。
[0025] 计算方法如下：
[0026] K = B/Ce (3)
[0027] 式中，B(ymol/g)为单位质量聚合物对底物的结合量，根据式（1)计算得出； Ce( μ mol/mL)为底物在吸附液中的浓度。
[0028] β = KMIp/KNIP (4)
[0029] 式中，ΚΜΙΡ为莱鲍迪苷Α印迹聚合物的静态分配系数；
[0030] KMIP为空白聚合物的静态分配系数。空白聚合物的制备过程和莱鲍迪苷A印迹聚 合物的制备过程相同，区别在于合成空白聚合物时不添加模板分子莱鲍迪苷A。
[0031] 由式⑶和式⑷可计算得到，莱鲍迪苷A印迹聚合物的KMIP为143?1338,识别 因子β为1. 8?15。
[0032] 有益效果：
[0033] 本发明提供的莱鲍迪苷Α印迹聚合物制备方法，工艺简便，重现性好，印迹聚合物 对莱鲍迪苷A具有较高的最大结合量B max和解离常数Kd，即具有良好的结合能力和分离性 能；同时其静态分配系数K和识别因子β也较高，因而具有良好的对莱鲍迪苷A的识别能 力和吸附选择性。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 附图为本发明实施例1制备得到的莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的扫描电子显微镜 照片，放大倍数：5X10 4倍。
【具体实施方式】
[0035] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0036] 实施例1 :将模板分子莱鲍迪苷A、功能单体甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交联剂乙 二醇二甲基丙烯酸酯溶解在致孔剂（N，N'_二甲基甲酰胺：四氢呋喃=2 : 1，体积比）中， 置于安培瓶内，室温下在振荡器上反复振荡，使模板分子与功能单体充分作用，再加入引发 剂偶氮二异丁腈，超声处理（超声功率250W，处理时间lh)后，充入氮气（时间15min)，真 空封管；其中模板分子与功能单体的物质的量之比为1 : 8,功能单体与交联剂的物质的量 之比为1 : 5,交联剂与致孔剂的体积比为1 : 1，引发剂与功能单体和交联剂用量之和的 质量比为1 : 100 ;混合溶液在60°C水浴中热引发聚合反应24h，形成块状聚合物；将块状 聚合物研磨，过100目筛。将收集的聚合物颗粒用滤纸包好置于索氏抽提器内，用混合溶剂 (甲醇：冰醋酸=80 : 20,体积比）抽提48h，除去大部分模板分子，再用纯甲醇继续抽提 5h ;将除去模板分子的分子印迹聚合物在40°C下减压干燥24h，得到莱鲍迪苷A分子印迹聚 合物。
[0037] 所得莱鲍迪苷A分子印迹聚合物用扫描电子显微镜对其形貌进行表征，照片见说 明书附图。经美国Micromeritics Instrument公司的ASAP2010型自动比表面积和孔结 构分析仪测定，BET表面积为386. 8m2/g，微孔体积0. 065cm3/g，BJH吸附法测定平均孔径为 7. 8nm。所得莱鲍迪苷A分子印迹聚合物对莱鲍迪苷A的最大结合量Bmax为304 μ mol/g，解 离常数Kd为0· 05 μ mol/mL，KMIP为1338,识别因子β为14. 9。
[0038] 实施例2 :将模板分子莱鲍迪苷Α、功能单体甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交联剂乙 二醇二甲基丙烯酸酯溶解在致孔剂（Ν，Ν'_二甲基甲酰胺：四氢呋喃=1 : 1，体积比）中， 置于安培瓶内，室温下在振荡器上反复振荡，使模板分子与功能单体充分作用，再加入引发 剂偶氮二异丁腈，超声处理（超声功率300W，处理时间lh)后，充入氮气（时间25min)，真 空封管；其中模板分子与功能单体的物质的量之比为1 : 16,功能单体与交联剂的物质的 量之比为1 : 4,交联剂与致孔剂的体积比为1 : 3,引发剂与功能单体和交联剂用量之和 的质量比为1 : 100;混合溶液在65°c水浴中热引发聚合反应24h，形成块状聚合物；将块 状聚合物研磨，过100目筛。将收集的聚合物颗粒用滤纸包好置于索氏抽提器内，用混合溶 剂（甲醇：冰醋酸=80 : 20,体积比）抽提36h，除去大部分模板分子，再用纯甲醇继续抽 提5h ;将除去模板分子的分子印迹聚合物在50°C下减压干燥24h，得到莱鲍迪苷A分子印 迹聚合物。
[0039] 所得莱鲍迪苷A分子印迹聚合物经美国Micromeritics Instrument公司 的ASAP2010型自动比表面积和孔结构分析仪测定，BET表面积为243. 7m2/g，微孔体积 0. 082cm3/g，BJH吸附法测定孔径为9. lnm。所得莱鲍迪苷A分子印迹聚合物对莱鲍迪苷A 的最大结合量Bmax为223 μ mol/g，解离常数Kd为0· 38 μ mol/mL，KMIP为852,识别因子β为 10. 7。
[0040] 实施例3 :将模板分子莱鲍迪苷Α、功能单体甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交联剂乙 二醇二甲基丙烯酸酯溶解在致孔剂（Ν，Ν'_二甲基甲酰胺：四氢呋喃=1 : 3,体积比）中， 置于安培瓶内，室温下在振荡器上反复振荡，使模板分子与功能单体充分作用，再加入引发 剂偶氮二异丁腈，超声处理（超声功率400W，处理时间lh)后，充入氮气（时间30min)，真 空封管；其中模板分子与功能单体的物质的量之比为1 : 32,功能单体与交联剂的物质的 量之比为1 : 3,交联剂与致孔剂的体积比为1 : 5,引发剂与功能单体和交联剂用量之和 的质量比为1 : 100 ;混合溶液在70°C水浴中热引发聚合反应24h，形成块状聚合物；将块 状聚合物研磨，过100目筛。将收集的聚合物颗粒用滤纸包好置于索氏抽提器内，用混合溶 剂（甲醇：冰醋酸=80 : 20,体积比）抽提48h，除去大部分模板分子，再用纯甲醇继续抽 提5h ;将除去模板分子的分子印迹聚合物在60°C下减压干燥24h，得到莱鲍迪苷A分子印 迹聚合物。
[0041] 所述莱鲍迪苷A分子印迹聚合物经美国Micromeritics Instrument公司 的ASAP2010型自动比表面积和孔结构分析仪测定，BET表面积为185. 0m2/g，微孔体积 0.097cm3/g，BJH吸附法测定孔径为13. 7nm。所得莱鲍迪苷A分子印迹聚合物对莱鲍迪苷 A的最大结合量Bmax为llOymol/g，解离常数Kd为1. Hymol/mL，KMIP为143,识别因子β 为 1. 8。
【权利要求】
1. 莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将模板分子莱鲍迪苷A、功能单体甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交联剂乙二醇二甲基 丙烯酸酯溶解在致孔剂中，置于反应器中，室温下在振荡器上反复振荡，使模板分子与功能 单体充分作用，再加入引发剂偶氮二异丁腈，超声处理后，充入氮气，真空密封；其中模板分 子与功能单体的物质的量之比为1 : 8?32,功能单体与交联剂的物质的量之比为1 : 3? 5,交联剂与致孔剂的体积比为1 : 1?5,引发剂与功能单体和交联剂用量之和的质量比为 1 ： 100 ； (2) 混合溶液通过热引发聚合，形成块状聚合物； (3) 将块状聚合物研磨，过80?100目筛。将收集的聚合物颗粒用滤纸包好置于索氏 抽提器内，采用混合溶剂抽提24?48h，除去大部分模板分子，再用纯甲醇继续抽提5h ; (4) 将除去模板分子的分子印迹聚合物减压干燥，得到莱鲍迪苷A分子印迹聚合物。
2. 根据权利要求1所述的莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：所述 致孔剂，为N，N'_二甲基甲酰胺和四氢呋喃按体积比1 : 0.5?3组成的混合液。
3. 根据权利要求1所述的莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤 (1) 中，超声处理的超声功率为50?400W，处理时间为lh，充入氮气的时间为15?30min。
4. 根据权利要求1所述的莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤 (2) 中，热引发聚合的条件为在60?70°C反应24h。
5. 根据权利要求1所述的莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤 (3) 中，混合溶剂为体积比80 : 20的甲醇/冰醋酸。
6. 根据权利要求1所述的莱鲍迪苷A分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于：步骤 ⑷中，干燥条件为温度40?70°C，时间12?24h。
【文档编号】C08F222/14GK104098739SQ201310120326
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2013年4月9日
【发明者】杨瑞金, 叶发银, 华霄, 唐乐乐, 赵伟, 张文斌 申请人:江南大学