一种分子印迹聚合物的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于分子分离检测技术领域，尤其涉及一种分子印迹聚合物的制备方法。
【背景技术】
[0002]分子印迹聚合物(molecular imprinting Polymer, MIP)是一种人工合成的高分子材料，它具有形状、大小与靶分子相匹配的空穴，并且有着特定排列的功能基团与靶分子产生识别作用。由于分子印迹聚合物具有构效预定性、特殊识别性以及广泛使用性三大特点，因此发展非常迅速，且与生物大分子相比，其在具有高选择性和亲和力的同时，还表现出其制备简单、成本低廉、机械和化学稳定性好、抗恶劣环境、使用寿命长、应用范围广等特点，因此，分子印迹技术在色谱分离、传感器、固相萃取、选择性催化、膜分离等方面都得到了应用。
[0003]分子印迹聚合物和模板分子有5种结合方式，包括可逆的共价键作用、共价键和非共价键的作用、静电作用、氢键或者范德华力作用、金属螯合作用。模板分子与功能单体在致孔剂中通过上述五种作用形成复合物，加入交联剂使聚合物交联形成坚硬的三维网络结构，加入引发剂，引发聚合反应，形成具有刚性的高分子聚合物。模板分子经合适的溶剂洗脱后，会在聚合物中留下一个具有能够与模板分子特异性结合的功能基团的立体空穴，这个空穴在空间结构上和模板分子完全匹配，具有专一结合和记忆的能力。
[0004]分子印迹根据功能单体和印迹分子间作用力的差异，可以分为以下三类:
[0005]共价键法，也成预先组织法。印迹分子与功能单体通过可逆的共价键结合，加入交联剂共聚后，印迹分子通过化学方法从聚合物上断开，再用极性溶剂将印迹分子洗脱下来，使其形成具有高密度空腔的分子印迹化合物。其主要的反应类型有形成硼酸酯、西佛碱、缩醛(酮)、酯等。共价键法的优点是空间位置固定，选择性高，峰展宽和脱尾少，常用于诸如糖类、氨基酸类、芳香酮类等多种化合物的特定性识别。由于共价键比较稳定，因而会生成较多的键合位点，印迹效率要高于非共价键印迹法，其缺点是功能单体选择有限，使模板限制较大且难以除去，因此，在选择模板时共价键键能必须适当，否则会使在识别过程中结合与解离速度偏慢，难以达到热力学平衡。
[0006]非共价键法也称自组装法。印迹分子与功能单体通过氢键、金属配位键、偶极作用、离子化作用、疏水作用、静电引力、范德华力等多种非共价键作用力生成分子自组装体，在合适的引发条件下生成聚合物，将聚合物研磨为粉末并用合适的溶剂除去模板分子。这种过程是模拟生物中多重分子间作用而具有立体效应。其优点是可使用多种功能单体，模板分子多样且易于用适宜的溶剂洗脱。这种方法制得的MIP因使用多种作用的结合，具有选择性高、分离能力强、识别速度快等特点，缺点是在聚合前，模板分子与单体可形成多种分子络合物，制备的MIP结合位点不均匀，常导致非特异性结合，并且在洗脱过程中，由于很难将聚合物中的模板分子除去，就会造成“模板渗漏”。但由于该方法灵活方便，制备过程简单，使得此法比共价键法更适用。
[0007]半共价键法也称空间牺牲法，即聚合时功能单体和模板分子通过共价作用形成稳定的配合物，而在对印迹分子的识别过程中，仅通过非共价作用力来进行重新键合。这种方法由于模板分子和单体用共价键集合物，使生成的聚合物结构完成，结合点均匀整齐，在洗脱过程中用强极性溶剂反复洗涤，从而解决了非共价键的“模板渗漏”，但其效率不高。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种分子印迹聚合物的制备方法，该方法制备的分子印迹聚合物吸附效率较高。
[0009]本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括:
[0010]A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；
[0011]B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；
[0012]C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。
[0013]优选的，所述步骤A)还包括:
[0014]将硅类载体活化后，再与硅烷偶联剂混合反应。
[0015]优选的，所述硅类载体为二氧化硅、玻璃微珠或硅胶。
[0016]优选的，所述步骤A)中的硅烷偶联剂与步骤B)中的硅烷偶联剂各自独立地为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷。
[0017]优选的，所述步骤A)中硅类载体的质量与硅烷偶联剂的体积比为lg: (1?5)ml。
[0018]优选的，所述步骤A)中反应的时间为20?30h。
[0019]优选的，所述模板分子为绿原酸、茯苓酸、丹皮酚或桂皮醛。
[0020]优选的，所述交联剂为正硅酸乙酯或四甲氧基硅烷。
[0021]优选的，所述步骤B)模板分子与硅烷偶联剂的摩尔比为1: (5?20)。
[0022]优选的，所述步骤B)具体为:
[0023]将硅烷偶联剂与模板分子在有机溶剂中混合，再加入所述处理后的载体与交联剂混合搅拌，最后加入有机酸进行反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构。
[0024]本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括:A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。与现有技术相比，本发明先将硅类载体与硅烷偶联剂反应，使硅类载体中的S1-OH基团被取代，提高了对模板分子的特异性吸附，从而使得到的分子印迹聚合物的吸附效率得到了提高，并且本方法制备简单，成本较低。
【附图说明】
[0025]图1为实施例1中分子印迹聚合物的制备流程图；
[0026]图2为实施例1中得到的分子印迹聚合物与比较例1中得到的空白分子印迹聚合物对绿原酸的等温吸附曲线图；
[0027]图3为实施例1中得到的分子印迹聚合物的Scatchard图；
[0028]图4为丙酮与绿原酸色谱分离图；
[0029]图5为东莨菪内酯与绿原酸色谱分离图；
[0030]图6为大黄素与绿原酸色谱分离图；
[0031]图7为热毒灵注射液与绿原酸色谱分离图；
[0032]图8为采用实施例1中得到的分子印迹聚合物分离绿原酸色谱图；
[0033]图9为色谱分离系统的照片；
[0034]图10为采用实施例1中得到的分子印迹聚合物分离得到的绿原酸的质谱图；
[0035]图11为采用实施例1中得到的分子印迹聚合物分离得到的绿原酸的色谱图；
[0036]图12为实施例2中得到的分子印迹聚合物与比较例2中得到的空白分子印迹聚合物对茯苓酸的等温吸附曲线图；
[0037]图13为实施例2中得到的分子印迹聚合物与比较例2中得到的空白分子印迹聚合物对茯苓酸的吸附动力学曲线图；
[0038]图14为比较例5中得到的分子印迹聚合物与比较例6中得到的空白分子印迹聚合物对绿原酸的等温吸附曲线图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]本发明提供了一种分子印迹聚合物的制备方法，包括:A)将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体；B)将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，得到聚合物；所述模板分子包含羰基与环状结构；C)洗脱所述聚合物中的模板分子，得到分子印迹聚合物。
[0041]本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。其中，所述硅类载体为本领域技术人员熟知的硅类载体即可，并无特殊的限制，本发明中优选为二氧化硅、玻璃微珠或硅胶；所述硅类载体的粒径优选为50?300 μ m，更优选为50?200 μ m，再优选为50?150 μm ;所述硅烷偶联剂为本领域技术人员熟知的硅烷偶联剂即可，并没有特殊的限制，本发明中优选为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷和/或氨丙基三乙氧基硅烷，更优选为氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷，再优选为氨丙基三乙氧基硅烷。硅烷偶联剂可以通过表面预处理法与硅类载体反应，其是一类含有两种不同化学性质的有机硅化合物，其中有非水解基团与水解基团，非水解基团能够与模板分子产生氢键，水解基团可与二氧化硅结合。
[0042]将硅类载体与硅烷偶联剂混合反应，优选将硅类载体活化后，再与硅烷偶联剂混合反应，得到处理后的载体。所述活化的方法为本领域技术人员常用的方法即可，并无特殊的限制，本发明优选用盐酸进行活化；所述活化的温度优选为40°C?80°C，更优选为50°C?70°C ;所述活化的时间优选为4?8h，更优选为5?7h。所述硅类载体的质量与硅烷偶联剂的体积比优选为lg: (1?5)ml，更优选为lg: (1?3)ml，再优选为lg: (1.5?2.5)ml ;所述反应的温度优选为20°C?120°C，更优选为40°C?110°C，再优选为80°C?110°C;所述反应的时间优选为20?30h，更优选为22?25h。
[0043]按照本发明，硅类载体与硅烷偶联剂混合反应后，优选经过过滤、洗涤、干燥后得到处理后的载体。洗涤可以除去多余的硅烷偶联剂；所述干燥的温度优选为40°C?60°C ;所述干燥的时间优选为4?7h，更优选为4?6h。
[0044]将所述处理后的载体、模板分子、硅烷偶联剂、交联剂与有机酸反应，本发明优选先将模板分子与硅烷偶