本發(fā)明涉及的是一種分子印跡吸附材料的制備方法與應(yīng)用技術(shù),特別涉及一種絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料的制備方法,屬于分離材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
原花青素,簡(jiǎn)稱opc,其分子式為c30h12o6,相對(duì)分子質(zhì)量為468.24,是一種有著特殊分子結(jié)構(gòu)的生物類(lèi)黃酮,是目前國(guó)際上公認(rèn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑。一般為紅棕色粉末,氣微、味澀,溶于水和大多有機(jī)溶劑。最新研究表明藍(lán)莓葉提取物原花青素可阻止丙肝病毒復(fù)制。是一種有著特殊分子結(jié)構(gòu)的生物類(lèi)黃酮,是目前國(guó)際上公認(rèn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑。一般為葡萄籽提取物或法國(guó)海岸松樹(shù)皮提取物。原花青素(葡萄籽提取物)是一種新型高效抗氧化劑,是目前為止所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)效的自由基清除劑,具有非常強(qiáng)的體內(nèi)活性。實(shí)驗(yàn)證明,opc的抗自由基氧化能力是維生素e的50倍,維生素c的20倍,并吸收迅速完全,口服20分鐘即可達(dá)到最高血液濃度,代謝半衰期達(dá)7小時(shí)之久。原花青素可以清除細(xì)胞膜中水溶性和脂溶性的自由基,因此,抑制了釋放某些酶去傷害毛細(xì)血管壁的過(guò)程。原花青素也已經(jīng)用來(lái)防止糖尿病患者白內(nèi)障手術(shù)后的并發(fā)癥。因?yàn)樗芑謴?fù)膠原蛋白活力,使皮膚平滑而有彈性。花青素還保護(hù)人體免受陽(yáng)光傷害,促進(jìn)治愈牛皮癬和壽斑。原花青素加快了有害的膽固醇的分解和排除。還有報(bào)道,原花青素改善許多人的關(guān)節(jié)炎癥。原花青素還改善了毛細(xì)血管狀態(tài),增強(qiáng)流向大腦的血液循環(huán),因此,大腦可得到更多的氧。
具有分子識(shí)別功能的高選擇性材料,一直受到人們的關(guān)注。分子印跡技術(shù)是當(dāng)前制備高選擇性材料的主要方法之一。依據(jù)此技術(shù)制備的分子印跡聚合物,由于對(duì)印跡分子的立體結(jié)構(gòu)具有“記憶”功能而表現(xiàn)預(yù)定、專一的識(shí)別性能,在分離科學(xué)、生物模擬科學(xué)等領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用前景。印跡聚合物的傳統(tǒng)制備方法是:將模板分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑按一定配比溶解在溶劑(致孔劑)中,在適當(dāng)條件下引發(fā)聚合后得到塊狀的高度交聯(lián)剛性聚合物;然后經(jīng)粉碎、過(guò)篩而得到尺寸符合要求的粒子。此方法所需裝置簡(jiǎn)單,普適性強(qiáng),但通常存在以下問(wèn)題:(1)在研磨過(guò)程中可控性差,不可避免地產(chǎn)生一些不規(guī)則顆粒,同時(shí)破壞部分印跡點(diǎn)。經(jīng)篩分后獲得的合格顆粒一般低于50%,造成明顯浪費(fèi);(2)存在模板分子包埋過(guò)深、難以洗脫、模板滲漏和機(jī)械性能低;(3)印跡位點(diǎn)分布不均一,一部分處于顆??妆苌?,其傳質(zhì)速率較快,而另一些包埋在聚合物本體之中,受位阻影響,可接近性差,再結(jié)合模板分子的速率慢,從而降低了印跡位點(diǎn)的利用率。為了解決上述問(wèn)題,表面印跡作為一種新的方法近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)。所謂表面分子印跡就是采取一定的措施把所有的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合在具有良好可接近性的表面上,從而有利于模板分子的脫除和再結(jié)合。所以選擇理想的支持體合成表面印跡吸附材料很重要,目前所用的支持體主要是碳微球和硅膠顆粒,申請(qǐng)?zhí)枮?01010242495.0的專利中公開(kāi)都是以硅膠球?yàn)橹С值挠≯E吸附材料;申請(qǐng)?zhí)枮?01010137822.6的專利中公開(kāi)一種以碳微球?yàn)橹С值挠≯E吸附材料,申請(qǐng)?zhí)枮?012100978570的專利中公開(kāi)一種以絲瓜絡(luò)為支持的印跡吸附材料。
資源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界的兩大主要問(wèn)題,因此,利用天然可再生資源,開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型產(chǎn)品和技術(shù)將成為可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。絲瓜絡(luò)是地球非常豐富的再生資源,具有質(zhì)輕價(jià)廉、無(wú)毒、比表面積大、機(jī)械性能好、可降解和環(huán)境友好等特點(diǎn),而且其具有親水性,還帶有豐富的配位基、很容易進(jìn)行化學(xué)改性,是理想聚合物支持體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的之一是提供一種絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料的制備方法,主要是以絲瓜絡(luò)為支持體,以原花青素為模板分子,合成對(duì)原花青素分子具有高選擇性、有特異識(shí)別能力的吸附材料。
本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料的制備方法,特征在于,該方法具有以下工藝步驟:
(1)表面改性絲瓜絡(luò)制備:在反應(yīng)器中,按如下組成質(zhì)量百分濃度加入,乙醇:64~70%,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:20~26%,氧化絲瓜絡(luò):8~12%,各組分之和為百分之百,于55±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h,反應(yīng)完畢后用乙醇洗滌,取出后放真空干燥箱中干燥,得到表面改性絲瓜絡(luò);
(2)絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制備:在反應(yīng)器中,按如下組成質(zhì)量百分濃度加入,乙醇:52~62%,雙甲基丙烯酸乙二醇酯:10~15%,n-乙烯基吡咯烷酮:6~10%,原花青素:4.0~8.0%,表面改性絲瓜絡(luò):10~15%,偶氮二異丁腈:1.0~3.0%,各組分含量之和為百分之百,攪拌溶解,通惰性氣體除氧10min,無(wú)氧氛圍,60±2℃攪拌反應(yīng)8~10h,將得到的產(chǎn)物用甲醇:乙酸體積比為8:1混合溶液浸泡20h,除去模板分子,干燥,即得絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料。
氧化絲瓜絡(luò)的制備::絲瓜絡(luò)剪成小塊,用水洗滌去除泥土和雜質(zhì),放入容器中用水浸泡10小時(shí),去皮去籽、水洗、去雜、干燥后進(jìn)行粉碎,用40~60目的篩子過(guò)篩,得預(yù)處理絲瓜絡(luò);然后,反應(yīng)器中,按如下質(zhì)量百分濃度加入,硫酸:25~32%,去離子水:50~56%,攪拌溶解后,冷至室溫,加入過(guò)硫酸銨:4~10%,混勻,再加入預(yù)處理絲瓜絡(luò):10~15%,各組分之和為百分之百,室溫浸泡12h,再煮沸15min,冷卻后用去離子水洗滌至中性,抽濾,烘干,得到氧化絲瓜絡(luò);
在步驟(2)中所述的雙甲基丙烯酸乙二醇酯與n-乙烯基吡咯烷酮的摩爾比為1:1最優(yōu)。
在步驟(2)中所述的惰性氣體為氖氣或氬氣。
在步驟(2)中所述的無(wú)氧氛圍為聚合反應(yīng)過(guò)程一直通入惰性氣體。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料在對(duì)原花青素有特異性的識(shí)別能力用于樣品的分離富集。特征為:將制備好的絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制作成吸附柱,按動(dòng)態(tài)法吸附,流速為1.0~2.5ml/min,吸附后用乙酸-甲醇混合溶液洗脫,流速為1.5ml/min,或者靜態(tài)吸附。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果是:
(1)本發(fā)明獲得高選擇性吸附材料是絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料,具有特定的空穴,對(duì)原花青素具有特異的識(shí)別能力,選擇性較高,對(duì)其它共存物質(zhì)不吸附,可以分離分子結(jié)構(gòu)相近的物質(zhì)。
(2)本發(fā)明制備絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料,由于是在絲瓜絡(luò)表面修飾上分子印跡聚合物,其吸附位點(diǎn)都在吸附劑的表面,有利于模板分子吸附和洗脫,洗脫時(shí)間短,吸附能力強(qiáng)、效率高,其對(duì)原花青素分子最大吸附容量為125mg/g,最高吸附率可達(dá)96.5%。所用的支持原料絲瓜絡(luò)來(lái)源廣泛,可生物降解,并且是再生資源,大量使用可帶動(dòng)我國(guó)林業(yè)尤其是貧困落后地區(qū)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,提高收入,具有經(jīng)濟(jì)和社會(huì)雙重效益。
(3)本發(fā)明制備絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料,有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性,對(duì)原花青素分子吸附操作簡(jiǎn)單。制備過(guò)程簡(jiǎn)單,條件易于控制,生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)表面改性絲瓜絡(luò)制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:84ml,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:24g,氧化絲瓜絡(luò):10g,于55±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h,反應(yīng)完畢后用乙醇洗滌,取出后放真空干燥箱中干燥,得到表面改性絲瓜絡(luò);
(2)絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:73ml,雙甲基丙烯酸乙二醇酯:12g,n-乙烯基吡咯烷酮:8g,原花青素:6g,表面改性絲瓜絡(luò):14g,偶氮二異丁腈:2.0g,攪拌溶解,通惰性氣體除氧10min,無(wú)氧氛圍,60±2℃攪拌反應(yīng)9h,將得到的產(chǎn)物用甲醇:乙酸體積比為8:1混合溶液浸泡20h,除去模板分子,干燥,即得絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料。
實(shí)施例2
(1)表面改性絲瓜絡(luò)制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:87ml,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:22g,氧化絲瓜絡(luò):8g,于55±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h,反應(yīng)完畢后用乙醇洗滌,取出后放真空干燥箱中干燥,得到表面改性絲瓜絡(luò);
(2)絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:66ml,雙甲基丙烯酸乙二醇酯:15g,n-乙烯基吡咯烷酮:10g,原花青素:7g,表面改性絲瓜絡(luò):1g,偶氮二異丁腈:2.0g,攪拌溶解,通惰性氣體除氧10min,無(wú)氧氛圍,60±2℃攪拌反應(yīng)8h,將得到的產(chǎn)物用甲醇:乙酸體積比為8:1混合溶液浸泡20h,除去模板分子,干燥,即得絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料。
實(shí)施例3
(1)表面改性絲瓜絡(luò)制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:81ml,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:25g,氧化絲瓜絡(luò):11g,于55±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h,反應(yīng)完畢后用乙醇洗滌,取出后放真空干燥箱中干燥,得到表面改性絲瓜絡(luò);
(2)絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:78ml,雙甲基丙烯酸乙二醇酯:10g,n-乙烯基吡咯烷酮:6g,原花青素:8g,表面改性絲瓜絡(luò):11g,偶氮二異丁腈:3.0g,攪拌溶解,通惰性氣體除氧10min,無(wú)氧氛圍,60±2℃攪拌反應(yīng)10h,將得到的產(chǎn)物用甲醇:乙酸體積比為8:1混合溶液浸泡20h,除去模板分子,干燥,即得絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料。
實(shí)施例4
(1)表面改性絲瓜絡(luò)制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:82ml,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:23g,氧化絲瓜絡(luò):12g,于55±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h,反應(yīng)完畢后用乙醇洗滌,取出后放真空干燥箱中干燥,得到表面改性絲瓜絡(luò);
(2)絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:76ml,雙甲基丙烯酸乙二醇酯:15g,n-乙烯基吡咯烷酮:10g,原花青素:4g,表面改性絲瓜絡(luò):8g,偶氮二異丁腈:3.0g,攪拌溶解,通惰性氣體除氧10min,無(wú)氧氛圍,60±2℃攪拌反應(yīng)8.5h,將得到的產(chǎn)物用甲醇:乙酸體積比為8:1混合溶液浸泡20h,除去模板分子,干燥,即得絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料。
實(shí)施例5
(1)表面改性絲瓜絡(luò)制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:87ml,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:21g,氧化絲瓜絡(luò):9g,于55±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h,反應(yīng)完畢后用乙醇洗滌,取出后放真空干燥箱中干燥,得到表面改性絲瓜絡(luò);
(2)絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料制備:在反應(yīng)器中,分別加入,乙醇:77ml,雙甲基丙烯酸乙二醇酯:13g,n-乙烯基吡咯烷酮:9g,原花青素:5g,表面改性絲瓜絡(luò):10g,偶氮二異丁腈:2.0g,攪拌溶解,通惰性氣體除氧10min,無(wú)氧氛圍,60±2℃攪拌反應(yīng)9.5h,將得到的產(chǎn)物用甲醇:乙酸體積比為8:1混合溶液浸泡20h,除去模板分子,干燥,即得絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料。
本發(fā)明制備絲瓜絡(luò)表面原花青素分子印跡吸附材料,對(duì)原花青素分子最大吸附容量為125mg/g,最高吸附率可達(dá)96.5%。所用的支持原料絲瓜絡(luò)來(lái)源廣泛,可生物降解,并且是再生資源,大量使用可帶動(dòng)我國(guó)林業(yè)尤其是貧困落后地區(qū)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,提高收入,具有經(jīng)濟(jì)和社會(huì)雙重效益。