中藥材提取分離新方法-分子印跡技術(shù)課件

1、中藥材提取分離新方法分子印跡技術(shù) 中國(guó)藥科大學(xué)1、概述2、分子印跡技術(shù)的基本原理3、分子印跡聚合物的制備4、中藥提取分離中的應(yīng)用5、分子印跡技術(shù)存在的問(wèn)題6、分子印跡技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分子印跡技術(shù)(molecular imprinting technology, MIT)是20 世紀(jì)末出現(xiàn)的一種高選擇性分離技術(shù),這種技術(shù)的基本思想是源于人們對(duì)抗體-抗原專(zhuān)一性的認(rèn)識(shí),利用具有分子識(shí)別能力的聚合物材料分子印跡聚合物(molecule imprinting polymer, MIP)來(lái)分離、篩選、純化化合物的一種仿生技術(shù)。因?yàn)橹苽涞牟牧嫌兄鴺O高的選擇性及卓越的分子識(shí)別性能,很快在固相萃取、人工酶手性拆分、

2、生物傳感器、不對(duì)稱(chēng)催化等方面得到了廣泛的應(yīng)用。一、基本原理 MIT 是選用能與印跡分子產(chǎn)生特定相互作用的功能性單體,通過(guò)共價(jià)或非共價(jià)作用在溶劑中形成印跡分子-功能單體復(fù)合物,加入交聯(lián)劑,在引發(fā)劑的引發(fā)下與帶有特殊官能團(tuán)的功能單體進(jìn)行光或熱的聚合,形成三維交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò),然后用合適的溶劑除去印跡分子,在聚合物網(wǎng)絡(luò)中形成空間和化學(xué)功能與印跡分子相匹配的空穴(分子印跡聚合物）。這種空穴與印跡分子結(jié)構(gòu)完全一樣,可對(duì)印跡分子或與之結(jié)構(gòu)相似的分子實(shí)現(xiàn)特異性的識(shí)別。二、分子印跡聚合物的制備分子印跡聚合物的制備過(guò)程可分為3 步：1、印跡 將印跡分子和功能單體按比例混合, 使其存在一定 的分子間作用力。2、聚

3、合 加交聯(lián)劑,使復(fù)合物通過(guò)聚合反應(yīng)形成聚合物。3、去除印跡分子,反復(fù)洗脫水解,使其形成具有一定空穴的分子印跡聚合物。根據(jù)功能單體和印跡分子間作用力的差異,MIP 可分為以下3 類(lèi)：1、共價(jià)鍵法 也稱(chēng)預(yù)先組織法。印跡分子與功能單體通過(guò)可逆的共價(jià)鍵結(jié)合,加入交聯(lián)劑共聚后,印跡分子通過(guò)化學(xué)方法從聚合物上斷開(kāi),再用極性溶劑將印跡分子洗脫下來(lái),使其形成具有高密度空腔的分子印跡聚合物。優(yōu)點(diǎn)是印跡分子與功能單體分子之間 的作用力強(qiáng), 印跡位點(diǎn)精密確定。缺點(diǎn)是功能單體選擇有限,印記分子結(jié)合和解離速度慢，難以達(dá)到熱力學(xué)平衡，不適于快速識(shí)別。優(yōu)點(diǎn)是可使用多種功能單體,模板分子多樣且易于用適宜的溶劑洗脫。缺點(diǎn)是在聚

4、合前,模板分子與單體可形成多種分子絡(luò)合物,制備的MIP 結(jié)合位點(diǎn)不均勻,常導(dǎo)致非特異性結(jié)合。由于該法靈活方便,制備過(guò)程簡(jiǎn)單,使得此法比共價(jià)鍵法更適用。3、半共價(jià)印跡法 也稱(chēng)空間犧牲法。即聚合時(shí)功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)作用形成穩(wěn)定的配合物,而在對(duì)印跡分子的識(shí)別過(guò)程中,僅通過(guò)非共價(jià)作用力來(lái)進(jìn)行重新鍵合。這種方法由于模板分子和單體用共價(jià)鍵結(jié)合,使生成的聚合物結(jié)構(gòu)完整,結(jié)合點(diǎn)均勻整齊。三、中藥提取分離中的應(yīng)用1、活性成分的分離純化 以葛根素為模板分子、丙烯酰胺為單體、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)為交聯(lián)劑,制備葛根素MIP 用于分離葛根提取液中的葛根素,并用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究了葛根素MIP 的吸附行

5、為。結(jié)果表明,該MIP 對(duì)模板分子葛根素印跡效果較強(qiáng),得葛根素回收率為83%,遠(yuǎn)大于用大孔吸附樹(shù)脂的提取效果。3、對(duì)手性異構(gòu)體及結(jié)構(gòu)類(lèi)似物的分離 MIP 由模板分子與可聚合的功能單體通過(guò)離子作用、氫鍵作用、疏水作用等超分子作用形成主-客體配合物,在除去模板分子后,得到記錄模板分子構(gòu)型的空穴的剛性聚合物,且其功能基團(tuán)在空穴中的排列能與模板分子互補(bǔ),因而對(duì)模板分子表現(xiàn)出特異的選擇性和吸附能力,對(duì)采用常規(guī)方法難以分離的手性異構(gòu)體可進(jìn)行較好的檢測(cè)和分離。四、分子印跡技術(shù)存在問(wèn)題1、分子印跡技術(shù)的機(jī)理研究相對(duì)膚淺,結(jié)合位點(diǎn)的作用機(jī)理、聚合物的形態(tài)和傳質(zhì)機(jī)理不夠明確,2、MIP 的制備和應(yīng)用大多數(shù)只能在有機(jī)相中進(jìn)行,將分子印跡過(guò)程從親脂性藥物拓展到親水性藥物尚待研究。3、功能單體的種