托烷类生物碱分子印迹聚合物的合成—分子识别及其药物缓释性能的研究

发布时间：2017-08-07 04:11

  本文关键词：托烷类生物碱分子印迹聚合物的合成—分子识别及其药物缓释性能的研究

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【摘要】：分子印迹技术(molecular imprinting technique,MIT)是一种新兴的实验室制备技术,以该技术制备的聚合物,在空间结构和结合位点上与某一目标分子(印迹分子,模板分子)能完全匹配。分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers,MIPs)具有类抗体的特异性识别及可再生重复使用等优点,目前在国际上已被广泛应用于医药、化工、环境、食品安全等多个领域;尤其是药物的分离检测、中草药活性成分的分离、富集、纯化等方面,分子印迹技术体现了相关优越性。其中分子印迹固相萃取(MISPE)技术,在各领域中得到广泛的研究与应用。然而目前,水相吸附及控制释放的问题还没有完全解决。本研究以一类具有药用价值的托烷类生物碱为研究对象,进行了印迹聚合物的制备及相关应用研究。传统研究中,一般基于单一目标化合物的特异性分离设计印迹聚合物,本研究基于分子识别机理,结合托烷类生物碱的结构特性,选择樟柳碱为模板分子,优化单体与模板的比例,通过优化的制备方法研制出具有一“类”特异性、选择性的分子印迹聚合物(MIP)微球;采用紫外光谱、高效液相色谱联用质谱、电镜、傅里叶红外光谱等手段对印迹分子聚合物表征分析,同时开发出托烷类生物碱印迹固相萃取(MISPE)小柱,应用于藏药马尿泡基质,实现托烷类生物碱的高效富集分离和净化。在此基础上,初步研究了以β-环糊精官能化的甲基丙烯酸为功能单体,制备内部具有特异性结合位点的水凝胶聚合物,研究了水凝胶微球作为药物载体对药物阿托品的释放行为。本研究的主要成果和结论包括:1.以樟柳碱(ASD)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂,乙腈为致孔剂,采用沉淀聚合法,合成了对四种托烷类生物碱(樟柳碱、东莨菪碱、山莨菪碱、阿托品)具有类特异性识别能力的聚合物。通过紫外光谱预测法筛选了最佳功能单体与配比。采用振荡平衡吸附实验对印迹和非印迹聚合物进行了吸附性能表征,结果表明,印迹聚合物对四种生物碱的饱和吸附量(Qmax)分别为7.53,10.90,24.27,11.04μg/mg,印迹因子(IF)分别为3.58,1.49,1.42,2.25。2.研究制备了对四种托烷类生物碱具有通用性吸附作用的类特异性分子印迹固相萃取柱,并研究固相萃取条件,建立了藏药马尿泡基质中四种生物碱的分子印迹固相萃取-液质联用(MISPE-LC-MS/MS)的检测方法。采用沉淀聚合方法合成高度选择特异性分子印迹微球,并以其为填料,研制了通用性固相萃取小柱,优化了萃取条件。利用已制备的MIPs微球固相萃取小柱对马尿泡果实中的四种目标功能性成分进行了富集分离与净化,评价了印迹柱的实用性,建立了藏药马尿泡中樟柳碱、山莨菪碱、东莨菪碱、阿托品的高效压液相色谱-串联四极杆质谱检测方法,实现了藏药马尿泡中四种托烷类生物碱高效富集和快速分离,该方法在2-250μg/m L范围内具有较好的线性关系,其相关系数(R2)皆为0.9999,检出限为0.26-0.39μg/m L,在不同的添加浓度下(10,50,100μg/g)平均回收率范围为70.0%-96.3%,RSD≤5.7%。该固相萃取柱重复使用率高,分离效果良好,有效去除了样品中杂质的干扰,大大提高了马尿泡果实中的四种托烷类生物碱的萃取效率。3.以β-环糊精为修饰接枝甲基丙烯酸(β-CD-MAA)作为官能化的功能单体,阿托品为模板分子制备分子印迹水凝胶微球,TRIM摩尔比占80%,模板分子与功能单体摩尔比为1:4,合成水溶性复合材料。以平衡吸附数据拟合Langmuir和Freundlich方程。并分别考察不同溶剂对水凝胶的载药量及pH值对药物释放行为的影响。体外实验结果表明,基于β-CD-MAA制备的分子印迹凝胶较非印迹聚合材料及普通印迹聚合物,能显著增大载药量、提高选择特异性并延长释放时间。且凝胶为pH敏感材料,在药物载体领域有较大的发展潜力。
【关键词】：托烷类生物碱 分子印迹聚合物 固相萃取 β-环糊精 药物缓释
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 英文缩略表11-12
• 第1章 文献综述12-29
• 1.1 马尿泡及托烷类生物碱的概述12-13
• 1.1.1 马尿泡概述12
• 1.1.2 托烷类生物碱的生理功能12
• 1.1.3 托烷类生物碱的分离纯化方法研究12-13
• 1.1.4 托烷类生物碱的含量测定研究状况13
• 1.2 分子印迹技术概述13-16
• 1.2.1 分子印迹技术的定义、原理及特点13-15
• 1.2.2 分子印迹技术的局限性15-16
• 1.3 分子印迹聚合物的概述16-18
• 1.3.1 分子印迹聚合物的制备方法16-18
• 1.3.2 分子印迹固相萃取18
• 1.4 分子印迹聚合物在药物缓释领域研究现状18-25
• 1.4.1 分子印迹聚合物作用于载药体系的研究背景18-19
• 1.4.2 分子印迹聚合物作用于载药体系的药物缓释机制19-20
• 1.4.3 分子印迹聚合物给药系统在不同服药途径中的应用20-22
• 1.4.4 分子印迹聚合物载药体系响应于外部刺激的药物传递分类22-24
• 1.4.5 MIPs应用于新型药物载体及应用展望24-25
• 1.5 本研究研究意义及研究内容25-29
• 1.5.1 研究意义25-27
• 1.5.2 技术路线及研究思路27-29
• 第2章 托烷类生物碱分子印迹聚合物的制备及表征29-43
• 2.1 引言29-30
• 2.2 主要仪器与试剂30-31
• 2.2.1 主要仪器30
• 2.2.2 主要试剂30-31
• 2.3 试验部分31-33
• 2.3.1 模板分子与功能单体相互作用的紫外光谱分析31
• 2.3.2 樟柳碱分子印迹聚合物的制备31-32
• 2.3.3 聚合物的形态表征32
• 2.3.4 高效液相色谱条件32
• 2.3.5 聚合物吸附性能实验32-33
• 2.3.6 选择性能评价实验33
• 2.4 结果与讨论33-42
• 2.4.1 模板分子与功能单体的相互作用研究33-34
• 2.4.2 聚合物合成条件的筛选与优化34-36
• 2.4.3 樟柳碱分子印迹聚合物形态分析36-38
• 2.4.4 标准曲线的制备38-39
• 2.4.5 樟柳碱分子印迹聚合物的吸附性能研究39-41
• 2.4.6 樟柳碱分子印迹聚合物的选择性识别研究41-42
• 2.5 小结42-43
• 第3章 分子印迹固相萃取与液质联用方法的建立与应用研究43-56
• 3.1 引言43-44
• 3.2 主要仪器与试剂44
• 3.2.1 主要仪器44
• 3.2.2 主要试剂44
• 3.3 试验部分44-47
• 3.3.1 四种托烷类生物碱的高效液相色谱串联质谱检测方法44-45
• 3.3.2 樟柳碱分子印迹固相萃取条件的优化45
• 3.3.3 LC-MS/MS方法验证分子印迹固相萃取45-46
• 3.3.4 马尿泡果实生物碱MISPE富集与纯化体系应用评价46-47
• 3.4 结果与讨论47-55
• 3.4.1 固相萃取条件的优化47-49
• 3.4.2 质谱条件优化49-51
• 3.4.3 马尿泡果实应用于MISPE富集与纯化体系51-55
• 3.5 小结55-56
• 第4章 阿托品分子印迹聚合物的缓释性能研究56-70
• 4.1 引言56-57
• 4.2 主要仪器与试剂57-58
• 4.2.1 主要仪器57
• 4.2.2 主要试剂57-58
• 4.3 试验部分58-60
• 4.3.1 试验方法58-59
• 4.3.2 阿托品印迹聚合物的表征59
• 4.3.3 阿托品印迹聚合物的溶胀性研究59
• 4.3.4 聚合物载药性能研究59-60
• 4.3.5 体外释放介质的配制60
• 4.3.6 药物释放实验体外研究60
• 4.4 结果与讨论60-69
• 4.4.1 β-环糊精官能化的甲基丙烯酸单体的制备路线60-61
• 4.4.2 聚合物合成体系的优化61-62
• 4.4.3 聚合物的表征62-64
• 4.4.4 聚合物的溶胀性动力学实验64-65
• 4.4.5 水溶性凝胶的吸附性能研究65-67
• 4.4.6 阿托品分子印迹聚合物的选择吸附性研究67-68
• 4.4.7 阿托品分子印迹聚合物的药物释放行为研究68-69
• 4.5 小结69-70
• 第5章 总结与展望70-71
• 5.1 总结70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-78
• 致谢78-79
• 发表论文79

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