一种糖苷类化合物高选择性识别材料及其制备方法与应用与流程

本发明公开了一种糖苷类化合物高选择性识别材料及其制备方法与应用，属于材料科学与分离工程领域。

背景技术：

糖苷化能改变物质的物理化学特性(如水溶性、化学稳定性、胞内和胞间转运能力、药代动力学参数)和药理作用，因此糖苷化反应在植物、动物和微生物体内时有发生。天然产物、功能性食品等天然复杂体系中富有糖苷类化合物，它们药理活性多样(如抗氧化、抗炎、抗肿瘤)，因此对糖苷类化合物的高效分离分析研究是阐明天然产物、功能性食品等临床作用的关键。高效液相色谱是分离分析复杂体系中目标化合物的常用方法，但是由于天然产物、功能性食品等复杂体系中化合物结构变化多样、含量差异明显，特别是极性糖苷类化合物经常与其它干扰成分共洗脱，因此必须借助选择性分离富集材料对复杂体系进行前处理，才能达到高效分离分析糖苷类化合物的目的。

分子印迹聚合物技术来源于诺贝尔获得者pauling的抗体产生理论，通过人工设计合成具有三维空间结构的受体，对模板分子具有高度特异性的选择识别能力。分子印迹聚合物合成过程中，模板分子与功能单体通过共价、非共价或配体交换作用形成含多重可逆结合位点的复合物；加入交联剂的聚合过程“冻结”模板分子-功能单体复合物，记忆结合位点；除去模板分子后，分子印迹聚合物中就形成了与模板分子空间构型和功能基团排列相匹配的空穴，特异性识别模板分子及其类似物。由于分子印迹聚合物具有引人注目的特点：构效预定性、特异识别性和广泛实用性，被作为固相萃取材料、色谱分离材料、传感材料等用于特异性分离分析复杂体系(如生物制品、食品、环境、天然药物)中的目标组分，并消除基质干扰。常见的有机溶剂体系中分子印迹聚合物的合成方法简单方便，但是遭遇了挑战：(a)水溶液中非特异性吸附强；(b)高度交联的分子印迹聚合物内模板分子残留严重，识别位点数降低；(c)孔道深，模板分子扩散阻力大，传质速率慢；(d)模板泄露影响分离分析结果的准确性。这些是制约分子印迹聚合物广泛应用的瓶颈问题，同时也为分子印迹聚合物的深入研究提供了挑战。

磁性表面分子印迹聚合物具有无可比拟的优势：印迹位点密度高，吸附容量大；模板分子迁移速度快，同时解决模板分子深层次包埋问题；磁性分离简便快捷。正硅酸乙酯的水解反应对印迹层的厚度进行可控合成，同时可提高分子印迹聚合物的亲水性。因此，以正硅酸乙酯为交联剂的磁性表面分子印迹聚合物在水溶液体系中的应用优势明显。

目前，一般以目标化合物为模板分子合成分子印迹聚合物，但是商品化的糖苷类化合物种类少。同时由于糖苷类化合物难于分离提纯，且使用常规的反复硅胶柱层析分离纯化步骤复杂、成本高，因此如以糖苷类化合物中的易得的部分结构单元为模板分子可大大降低成本、提高效率。最近研究报道表明含1，2-或1，3-顺式二醇的糖可与硼酸基在酸碱条件变化下发生可逆反应，因此基于硼酸基亲和作用的分子印迹聚合物可以实现对含1，2-或1，3-顺式二醇结构的糖的专一性识别及分离富集研究。

本发明利用硼亲和作用，以表面硼酸基修饰的磁性纳米粒子为载体、含1，2-或1，3-顺式二醇结构单元的单糖为部分模板分子、正硅酸乙酯为交联剂合成磁性表面分子印迹聚合物，合成的聚合物具有特异性强、亲水性强、吸附容量大、吸附及洗脱速率快、易于液固分离等优势，以实现复杂体系中糖苷类化合物的高选择性分离富集与提纯。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种糖苷类化合物高选择性识别材料的制备方法及其在复杂体系中糖苷类化合物分离富集及纯化领域的应用。该制备方法将磁性表面分子印迹技术、硼酸基-糖亲和作用、部分模板技术相结合，制备亲水性分子印迹聚合物。所制备的分子印迹聚合物对端糖基含1，2-或1，3-顺式二醇结构的糖苷类化合物具有特异性的结合能力，能够实现实际复杂样品中糖苷类化合物的分离富集和提纯。

为实现上述目的，本发明采用的技术路线是：

(1)fe3o4@nh2磁性纳米粒子的制备

采用溶剂热法制备fe3o4@nh2磁性纳米粒子，将fecl3和无水醋酸钠超声溶解于乙二醇中，加入二胺类化合物，待溶液透明后，转移至水热反应釜中150～250℃反应5～10h，反应完成后冷却至室温，磁分离，分别用水和乙醇洗涤，真空干燥得产品。

其中fecl3、无水醋酸钠和乙二醇的质量比为1∶1∶10～1∶5∶100，超声时间为5～60min，加入的二胺类化合物为结构中含有两个胺基的长链脂肪烃或芳香烃类化合物，反应温度为150～250℃，反应时间为5～10h。

(2)硼酸基功能化磁性纳米材料的制备

将fe3o4@nh2磁性纳米粒子超声分散于ph2～5的甲醇溶液中，加入甲酰基苯硼酸，室温搅拌12～24h后，转移至冰浴中加入硼氢化钠并搅拌12～24h，反应完成后，磁分离，分别用水和乙醇洗涤，真空干燥得产品。

其中甲醇溶液的ph值可以用有机酸或无机酸调节，fe3o4@nh2磁性纳米粒子的浓度为0.5～10mg/ml，超声时间为5～60min；加入的甲酰基苯硼酸的苯环上可含任何其它取代基且甲酰基和硼酸基的相对位置不限，fe3o4@nh2磁性纳米粒子与甲酰基苯硼酸的质量比为1∶0.5～1∶5，室温搅拌时间为12～24h；冰浴中加入硼氢化钠与甲酰基苯硼酸的质量比为1∶1～10∶1，硼氢化钠可一次性加入也可分2～8批次加入，搅拌时间为12～24h。

(3)分子印迹复合材料的制备

将硼酸基功能化磁性纳米材料超声分散在ph7～10的缓冲体系中，加入含1，2或1，3-顺式二醇结构的单糖，室温下搅拌2～24h。磁分离后，将粒子分散在乙醇的氨水溶液中，滴加正硅酸乙酯，常温下搅拌10～100min，反应完成后，磁分离，用水洗涤，接着用ph2～7的醋酸溶液洗脱模板分子得到分子印迹复合材料。

其中缓冲溶液ph7～10，硼酸基功能化磁性纳米材料的浓度为0.5～10mg/ml，超声时间为5～60min，或者步骤(2)反应后的溶液不经磁分离直接使用。加入的模板分子可为含1，2或1，3-顺式二醇结构的任何单糖或它们的组合体，与硼酸基功能化磁性纳米材料的质量比为1∶0.5～1∶10，搅拌时间为2～24h；滴加正硅酸乙酯与硼酸基功能化磁性纳米材料的质量比为1∶0.2～1∶20，继续搅拌时间为10～100min。

(4)分子印迹复合材料的应用

将制备得到的分子印迹复合材料分散于实际复杂样品中(ph7～10)，室温振荡5～50min后磁分离，水洗涤，接着用ph2～7的醋酸溶液洗脱糖苷类化合物；或者将分子印迹复合材料填充在分离制备柱、固相萃取小柱或液相色谱分析柱中，加入ph7～10的实际复杂样品后，水洗涤后用ph2～7的醋酸溶液洗脱糖苷类化合物。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

(1)利用硼酸基-糖亲和作用，选用部分模板分子，增强特异性吸附性能，降低成本；

(2)利用磁性纳米粒子为载体材料，极大的提高了印迹表面积，增加了吸附容量，且具备简便的磁性分离能力；

(3)以正硅酸乙酯为交联剂，合成厚度可控的印迹层，使印迹位点位于材料表面，杜绝了模板分子包埋现象，极大的提高了吸附和洗脱速率。

(4)分子印迹过程在水体系中完成，合成的分子印迹复合材料的亲水性强，在水溶液中对糖苷类化合物的选择性吸附强，非特异性吸附低。

附图说明

图1为实施例1中硼酸基功能化磁性纳米材料(a)和分子印迹复合材料(b)的红外光谱图。

图2为实施例1中分子印迹复合材料的透射电镜图，内插为放大图。

图3为实施例1中fe3o4@nh2磁性纳米粒子(a)和分子印迹复合材料(b)的磁滞回线图。

图4为实施例1中大豆提取物(a)及与分子印迹复合材料(b)和非分子印迹复合材料(c)吸附-洗脱的色谱图。

具体实施方式

下面通过实施例及附图进一步说明本发明。必须说明下述实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行简单的改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1

(1)fe3o4@nh2磁性纳米粒子的制备

采用溶剂热法制备fe3o4@nh2磁性纳米粒子，取2g六水合fecl3和4g无水醋酸钠超声溶解于65g乙二醇中，加入15ml1，6-己二胺，待溶液透明后，转移至100ml水热反应釜中200℃反应6h，冷却后，磁分离，分别用水和乙醇洗涤，真空干燥得产品。

(2)硼酸基功能化磁性纳米材料的制备

将200mgfe3o4@nh2磁性纳米粒子超声分散于40mlph4的甲醇溶液中，加入300mg4-甲酰基苯硼酸，室温搅拌12h后，冰浴中加入1.2g硼氢化钠继续搅拌24h，反应完成后，磁分离，分别用水和乙醇洗涤，真空干燥得产品。

(3)分子印迹复合材料的制备

将200mg硼酸基功能化磁性纳米材料超声分散在ph8.5的碳酸钠缓冲体系中(50mm，40ml)，加入0.8gd-葡萄糖，室温下搅拌3h。磁分离后，将粒子分散在160ml乙醇，40ml水和3ml氨水混合溶液中，滴加100μl正硅酸乙酯，常温下搅拌15min，反应完成后，磁分离，用水洗涤，接着用ph4的醋酸溶液洗脱模板分子得到分子印迹复合材料。

(4)非分子印迹复合材料的制备

制备非分子印迹复合材料和分子印迹复合材料类似，只是反应中不加d-葡萄糖。

(5)复合材料的选择性吸附性能研究

市售大豆100g，碾碎，用600.0ml80％乙醇溶液提取三次。过滤后，旋干乙醇，用乙酸乙酯萃取，得0.83g样品。

称取100.0mg分子印迹复合材料/非分子印迹复合材料，分散于大豆的乙酸乙酯提取液中(3ml，0.1mg/ml，ph8.5)。30℃震荡15min后，磁分离，用水洗去非特异性吸附后，用乙酸-甲醇(1/9，v/v，3.0ml)混合液来洗脱粒子所吸附的糖苷类化合物，进行高效液相检测。高效液相色谱条件为：agilent1260高效液相色谱体系；agilentzorbaxsb-c18色谱柱(150mm×4.6mmi.d.，5μm)；梯度洗脱a(0.4％aceticacidinwater)andb(0.4％aceticacidinmethanol)：0-20min，23-60％b；20-25min，60-80％b；流速0.8ml/min；检测波长254nm。