中空分子印迹聚合物、固相萃取柱及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物及采用该聚合物制成的萃取柱，该聚合物的合成方法为以3‑氨基苯硼酸为修饰剂，对甲基丙烯酸单体进行化学修饰，以尿苷为模板，修饰的甲基丙烯酸作为功能单体，加入基质、交联剂和引发剂制备分子印迹材料，对制得的分子印迹材料进行洗脱模板，并采用氢氟酸腐蚀掉基质，制得中空分子印迹聚合物。本发明专利技术提供的硼亲和中空分子印迹固相主要是由于分子印迹对模板分子及结构类似物的选择性吸附、并且中空分子印迹的大部分结合位点分布在载体基质材料表面及中空腔内，提高了吸附效率，此外，硼酸基团对含有顺式二醇结构的核苷类物质能实现可逆的吸附和解离，因此对核苷类物质具有明显的富集效果。

Hollow molecularly imprinted polymer, solid phase extraction column, preparation method and application thereof

The present invention provides a hollow molecularly imprinted polymer phenylboronic acid modified and extraction column of the polymer made by the synthetic method of the polymer to 3 3-Aminophenylboronic acid as modifier, the chemical modification of methyl methacrylate monomer, with uridine as template, methacrylic acid as functional monomer modified, adding matrix, crosslinking agent and initiator for the preparation of molecularly imprinted materials of molecularly imprinted materials prepared by eluting the template and using hydrofluoric acid etched substrate, prepared hollow molecularly imprinted polymer. The invention provides a boron hollow molecular imprinting solid-phase affinity is mainly due to the selective adsorption, molecular imprinting of the template molecule and structural analogues and hollow molecular imprinting most binding site distribution cavity on the surface of a carrier substrate material and in improving the adsorption efficiency, in addition, the CIS nucleosides containing boronic acid glycol type structure. The adsorption and dissociation of reversible, so it has obvious effect on the enrichment of nucleosides.

【技术实现步骤摘要】
中空分子印迹聚合物、固相萃取柱及其制备方法和应用
本专利技术属于固相萃取
，特别涉及一种苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱的制备方法及使用方法，并和高效液相色谱方法结合用于选择性分离、富集及检测药品中的核苷类物质的含量。
技术介绍
分子印迹技术是指采用人工方法制备在空间结构和结合位点上对特定分子有专一性结合作用的聚合物技术。分子印迹聚合物(Molecularlyimprintedpolymers,MIPs)是通过模板分子、功能单体和交联剂三者之间相互作用而合成的一种具有三维空间结构的“受体”，对模板分子具有独特的“记忆”功能，因而表现出特殊的亲和性、高度的选择性以及卓越的分子识别能力。尽管如此，分子印迹聚合物在其制备过程中仍存在印迹位点分布不均一、“包埋”过深，不利洗脱等问题，为了解决这些问题，一些新型的分子印迹材料相继发展起来。中空分子印迹(Hollowmolecularlyimprintedpolymers,h-MIPs)技术作为一种新型分子印迹技术，是在表面分子印迹技术的基础上，通过化学溶解或刻蚀的方法，去除载体基质，得到具有中空结构的聚合物，这种新型制备技术制得的聚合物使大部分结合位点分布在载体基质材料表面上，有利于模板分子的洗脱和目标物的再结合，有效的解决了在分子印迹技术发展过程中出现的印迹位点分布不均一、“包埋”过深，不利洗脱等问题，同时又减小了聚合物内部存在扩散阻力，提高印迹材料吸附分离效率，因而被广泛应用于固相萃取等方面。硼酸化学法是利用硼酸基团在碱性水溶液中可以与顺式二醇类物质，如核苷类物质所含的顺式邻位或间位羟基发生可逆反应形成环状二酯，并且在酸性条件下实现可逆地解离，从而对含有顺式二醇结构的核苷进行分离富集。这种pH开关的特性使硼酸成为优良的亲和识别配基。利用硼酸对顺式二醇结构的特异性识别，制备硼酸修饰的h-MIPs，可以实现对核苷类物质的选择性识别及分离富集。并且，利用苯硼酸和核苷中顺式二醇结构的可逆作用，可以增强材料对特定核苷的选择性。同时，可以利用pH值控制吸附/解吸过程。苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱制备过程中的粒径、分散性、比表面积及吸附效果的优化是使核苷类物质能有效地被材料富集并与基体溶液快速方便地分离的前提条件。另外，在移除MCM-48基质后，要在聚合物的表面形成一个单孔，从而制得中空分子印迹聚合物，要求中空分子印迹聚合物的大部分吸附位点都位于聚合物的内外表面上，这一特点有利于提高聚合物的质量转移速率同时也将提高聚合物的吸附容量。因此，上述合成条件的控制是本专利拟解决的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物，包含该聚合物的固相萃取柱的制备和使用方法，与高效液相色谱检测方法结合，可实现对药品中含有顺式二醇结构的核苷类物质(胞苷、鸟苷、尿苷及肌苷)含量的同时检测。具体的，本专利技术提供的苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，包括如下步骤：S1：以3-氨基苯硼酸为修饰剂，对甲基丙烯酸单体进行化学修饰，使得甲基丙烯酸表面修饰有对核苷具有硼亲和作用的苯硼酸结构，所述甲基丙烯酸单体和3-氨基苯硼酸的物质的量比1：1～3；具体反应过程如式(1)所示；S2：以介孔分子筛MCM-48为基质，具有顺式二醇结构的尿苷为模板，S1制得的表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸作为功能单体，加入交联剂和引发剂制备分子印迹材料，对制得的分子印迹材料进行洗脱模板，并采用氢氟酸腐蚀掉基质介孔分子筛MCM-48，制得中空分子印迹聚合物；其中，模板、功能单体、交联剂、引发剂的物质的量之比为：2.5～4：10：40～100：0.6～5，每1g基质中添加的功能单体为1.5～5mmol。具体反应过程如式(2)所示；优选地，所述介孔分子筛MCM-48是以正硅酸乙酯为硅源，以十六烷基三甲基溴化胺为活性剂，采用水热合成法合成得到的；具体反应过程如式(3)所示；优选地，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，所述引发剂为偶氮二异丁腈。优选地，S1的具体过程为：将甲基丙烯酸单体与3-氨基苯硼酸按照物质的量比为1:1～3的比例混合，溶解于乙腈中，室温下搅拌12～18h，得到表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸。更优选地，S2的具体过程为：向表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸中加入模板尿苷，静置4～6h；依次加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯和引发剂偶氮二异丁腈，使模板、功能单体、交联剂和引发剂的物质的量之比为：2.5～4：10：40～100：0.6～5，通N210～30min，40～80℃下搅拌1～2h；之后，向体系中加入介孔分子筛MCM-48，超声15～30min，通N2密封，在40～70℃下搅拌2h，65～80℃下搅拌18～20h，80～100℃下搅拌6～8h，制得聚合物微球；将制备得到的聚合物微球抽滤乙醇洗涤后，用含有HF的乙醇溶液浸泡刻蚀10h，过滤洗涤后，将聚合物微球置于索式提取器中，用甲醇/乙酸混合溶剂洗去模板分子后，放入真空干燥器中干燥至恒重，得到中空分子印迹聚合物；所述甲醇/乙酸混合溶剂中甲醇与乙酸的体积比为10-X：X，X选自1～3之间的任意数值。优选地，本专利技术还提供了一种苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物，具体由上述任一所述的制备方法制得。优选地，本专利技术还提供了一种苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱，包括中空固相萃取柱，所述中空固相萃取柱内填充有填充层，所述填充层的底部和顶部均安装有筛板；所述填充层所填材料为上述苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物。更优选地，本专利技术还提供了该苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱与高效液相色谱检测方法结合，在药品中检测含有顺式二醇结构的核苷类物质含量的应用。更优选地，所述核苷类物质为胞苷、鸟苷、尿苷或肌苷。更优选地，苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱与高效液相色谱检测方法结合，检测药品中含有顺式二醇结构的核苷类物质含量的具体步骤如下：将所述苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱置于真空固相萃取装置上，依次用溶剂甲醇和水在负压状态下活化小柱，之后抽干溶剂，备用；将待检测的样品溶液在负压状态下连续通过所述苯硼酸修饰的中空分子印迹固相萃取柱，抽干样品溶液；用正已烷做淋洗剂在负压状态下连续通过固相萃取柱进行淋洗，抽干淋洗剂，并保持连续抽干状态；采用1～5％三氟乙酸/乙腈混合溶剂做洗脱剂在负压状态下连续通过固相萃取柱对分析物进行洗脱，抽干洗脱剂，所述1～5％三氟乙酸/乙腈混合溶剂中，1～5％三氟乙酸和乙腈的体积比为10-Y：Y，Y选自1～5之间的任意数值；将洗脱液过滤后进入高效液相色谱仪进行检测，测定药品中含有顺式二醇结构的核苷类物质含量。本专利技术提供的硼亲和中空分子印迹固相萃取柱对核苷类物质具有明显的富集效果，主要是由于分子印迹对模板分子及结构类似物的选择性吸附、并且中空分子印迹的大部分结合位点分布在载体基质材料表面及中空腔内，提高了吸附效率，此外，硼酸基团对含有顺式二醇结构的核苷类物质能实现可逆的吸附和解离。这种pH开关的特性使硼酸成为优良的亲和识别配体。以上三种效果的共同作用，使得固相萃取柱具有明显的吸附效果。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的载体基质MCM-48及制备得到的硼亲和的中空分子印迹聚合物的扫描电镜图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：以3‑氨基苯硼酸为修饰剂，对甲基丙烯酸单体进行化学修饰，使得甲基丙烯酸表面修饰有对核苷具有硼亲和作用的苯硼酸结构，所述甲基丙烯酸单体和3‑氨基苯硼酸的物质的量比1：1～3；S2：以介孔分子筛MCM‑48为基质，具有顺式二醇结构的尿苷为模板，S1制得的表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸作为功能单体，加入交联剂和引发剂制备分子印迹材料，对制得的分子印迹材料进行洗脱模板，并采用氢氟酸腐蚀掉基质介孔分子筛MCM‑48，制得中空分子印迹聚合物；其中，模板、功能单体、交联剂、引发剂的物质的量之比为：2.5～4：10：40～100：0.6～5，每1g基质中添加的功能单体为1.5～5mmol。

【技术特征摘要】
1.一种苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：以3-氨基苯硼酸为修饰剂，对甲基丙烯酸单体进行化学修饰，使得甲基丙烯酸表面修饰有对核苷具有硼亲和作用的苯硼酸结构，所述甲基丙烯酸单体和3-氨基苯硼酸的物质的量比1：1～3；S2：以介孔分子筛MCM-48为基质，具有顺式二醇结构的尿苷为模板，S1制得的表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸作为功能单体，加入交联剂和引发剂制备分子印迹材料，对制得的分子印迹材料进行洗脱模板，并采用氢氟酸腐蚀掉基质介孔分子筛MCM-48，制得中空分子印迹聚合物；其中，模板、功能单体、交联剂、引发剂的物质的量之比为：2.5～4：10：40～100：0.6～5，每1g基质中添加的功能单体为1.5～5mmol。2.根据权利要求1所述的苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛MCM-48是以正硅酸乙酯为硅源，以十六烷基三甲基溴化胺为活性剂，采用水热合成法合成得到的。3.根据权利要求1所述的苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，所述引发剂为偶氮二异丁腈。4.根据权利要求1所述的苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，S1的具体过程为：将甲基丙烯酸单体与3-氨基苯硼酸按照物质的量比为1:1～3的比例混合，溶解于乙腈中，室温下搅拌12～18h，得到表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸。5.根据权利要求2所述的苯硼酸修饰的中空分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，S2的具体过程为：向表面修饰有苯硼酸结构的甲基丙烯酸中加入模板尿苷，静置4～6h；依次加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯和引发剂偶氮二异丁腈，使模板、功能单体、交联剂和引发剂的物质的量之比为：2.5～4：10：40～100：0.6～5，通N210～30min，40～80℃下搅拌1～2h；之后，向体系中加入介孔分子筛MCM-48，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田苗苗，胡月，黄玮，佟育奎，夏琴飞，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23