多糖分子印迹聚合物的制备及其亲水作用色谱行为的研究

发布时间：2019-11-18 18:59

【摘要】：分子印迹聚合物作为一种“人工抗体”,具有特异性识别的优点,但是目前主要应用于小分子的研究和样品前处理。色谱技术拥有高灵敏度等特点,其中亲水作用色谱对极性化合物又有较好的分离效果。因此本文选取淀粉,这一大分子多糖作为模板分子,通过表面印迹法将成功制备的淀粉多糖分子印迹聚合物应用于亲水作用色谱(HILIC)研究中,并探究了不同种类的溶质在这种新型色谱柱中的保留行为与机理分析。本文主要的研究内容及结果如下:(1)首先采用等摩尔连续变换法筛选出与模板分子结合作用较好的双功能单体,分别是3-氨基苯硼酸(APBA)和2-丙基酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS);其次是采用St?ber法合成了二氧化硅(Si O2)粒子作为载体,并用环氧基基团对其表面进行了修饰,优化了接枝条件;然后在水溶液中利用表面分子印迹法,以环氧基修饰的Si O2为载体,淀粉为模板分子,3-氨基苯硼酸和2-丙基酰胺基-2-甲基丙磺酸为双功能单体,碱性条件下,由过硫酸铵引发合成淀粉多糖的分子印迹聚合物;最后通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、红外光谱和热重分析对所合成的聚合物进行结构表征。(2)首先通过测定淀粉多糖分子印迹聚合物(SMIPs)和淀粉多糖非分子印迹聚合物(SNIPs)的吸附速率、吸附等温曲线和吸附选择性,得出SMIPs的吸附量高于SNIPs的吸附量,说明SMIPs对模板分子具有特异性识别作用,而且印迹因子达到2.22;其次通过研究SMIPs吸附量与吸附质浓度关系拟合得到的吸附动力学模型,可知SMIPs的吸附过程主要是由吸附剂与吸附质间通过电子共用或转移的化学吸附所主导,孔隙扩散起到辅助作用的吸附过程。构建吸附等温线模型分析后,得知SMIPs是结构均一的微球,其吸附过程是单分子层吸附,并且整个吸附过程速率较快;最后的重复利用率实验可知,经过反复十次的吸附洗脱,SMIPs仍然能够保持良好的吸附效果,证明其具有很好的稳定性和实用性能。(3)首先将淀粉多糖分子印迹聚合物(SMIPs)作为色谱填料制备得到SMIPs亲水色谱柱。用乙腈-10 mmol/L甲酸铵水作为流动相梯度洗脱,254 nm紫外波长检测下,分离得到了四种碱基与核苷类物质,并且峰形良好。用80%的乙腈-水作为流动相,在示差检测器下完全分离了四种糖类物质;其次通过改变流动相的含水量、p H、离子强度和柱温,考察这两类物质在SMIPs色谱柱中的保留行为。发现溶质随着流动相中含水量的增加,保留因子降低,这一特点与亲水作用色谱相匹配。溶质的保留因子还随着流动相中p H、离子强度的降低而降低,而柱温升高时,溶质的保留因子则降低,具体变动幅度还与其极性以及结构相关;最后通过探究两类物质的保留机理可知,碱基与核苷类物质是受分配机理与吸附机理共同作用的,而对于糖类物质,因其表面含有大量的邻二羟基,与固定相上的配基发生结合,从而在SMIPs色谱柱上受吸附机理所主导。
【图文】：

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图 1-1 MIPs 的制备示意图Fig. 1-1 Schematic illustration for the preparation of MIPs根据功能单体与模板分子之间不同的结合作用方式，，MIT 可以分为共价分子印迹法、非共价分子印迹法以及金属络合分子印迹法三大类别。其中，共价分子印迹法是由 Wulff G 等最早提出的，该方法是指功能单体与模板分子之间通过共价键的作用相互联结，形成含有功能单体的单体-模板复合物，然后单体-模板复合物在保持共价联结的状态下，与交联剂与引发剂的作用下进行高分子聚合反应[19]。聚合完成后通过可逆水解反应将共价键打开，从聚合物中除去模板分子。该方法主要应用于制备对各种糖类及其衍生物、氨基酸及其衍生物、芳香酮及联辅酶等具有特异识别性能的 MIPs。非共价分子印迹法是指在分子印迹过程中，功能单体与模板分子之间存在非共价键（如氢键、范德华力等）的相互作用，也能充分地达到专一识别的印迹目的[20,21]。该方法的反应步骤远比共价印迹法简单其印迹与识别机理类似于天然生物体系，并可应用于相当宽阔的模板分子范围，它已成为 MIT 的主要研究领域。金属络合分子印迹法是在极性介质中制备具有特异选择性 MIPs 的一种新方

示意图,合成原理,示意图,课题设计

SMIPs合成原理示意图
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O631;O657.7

【参考文献】