萊鮑迪苷a分子印跡聚合物的製備方法

2023-05-10 17:02:01 1

萊鮑迪苷a分子印跡聚合物的製備方法
【專利摘要】本發明涉及食品分離【技術領域】，具體是萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，以萊鮑迪苷A為模板分子、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯為功能單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯劑，以N，N』-二甲基甲醯胺和四氫呋喃的混合溶劑為致孔劑，以偶氮二異丁腈為引發劑，經過分散混勻、通入氮氣除氧、熱引發聚合、索氏抽提和乾燥，得到萊鮑迪苷A分子印跡聚合物。本發明的有益效果：製備的分子印跡聚合物在含水流動相中對萊鮑迪苷A具有很好的吸附選擇性，且吸附量大，可作為一種吸附分離材料用於分離純化甜葉菊提取物中的萊鮑迪苷A。
【專利說明】萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於食品分離【技術領域】，特別涉及到一種萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的制 備方法。

【背景技術】
[0002] 甜味劑是一類對食品加工特性和口感起重要作用的食品添加劑。萊鮑迪苷A是一 種從菊科植物甜葉菊的莖葉中提取的低熱值的高倍甜味劑，具有綠色天然、安全無毒、理化 性質穩定、口感接近蔗糖等優良特性。萊鮑迪苷A作為植物提取物，現行工業規模製取高純 度萊鮑迪苷A的工藝複雜。甜葉菊幹葉經粉碎、提取、除雜、脫色純化等工藝後，得到粗品， 還需採用醇類溶劑或醇-水混合溶劑經過反覆重結晶過程，才能得到高純度的萊鮑迪苷A。 造成萊鮑迪苷A分離純化較為困難的原因在於，甜葉菊中含有多種與萊鮑迪苷A結構相近 的萜苷類化合物，造成現有分離純化技術的選擇性不強，操作步驟多，耗時費力。
[0003] 分子印跡技術是指運用分子印跡原理和方法，以某一特定的目標物為模板 分子，製備對模板分子具有特異選擇性或高"識別性"分子印跡聚合物的過程。分子 印跡聚合物因其構效預定性、特異識別性和廣泛適用性，在膜分離[中國專利申請號 CN200710070588. 8]、色譜分離[中國專利申請號200910248927. 6]、固相萃取[中國專利申 請號201010613255. 7]等現代分離【技術領域】得到日益廣泛的研究和應用。研究表明，將分 子印跡聚合物用於固相萃取，除了操作簡單、負載量大、回收率高等優點外，兼具對模板分 子的高選擇性和親和性，實現富集與分離相結合。
[0004] 通過查閱現有技術文獻，尚未發現與本
【發明內容】
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【發明內容】

[0005] 要解決的技術問題：
[0006] 本發明針對現有關於萊鮑迪苷A的提取、分離純化技術的不足，提供一種萊鮑迪 苷A分子印跡聚合物的製備方法，製備的分子印跡聚合物對萊鮑迪苷A具有良好的識別能 力和吸附選擇性，並且有良好的吸附容量和分離性能。其製備方法簡便，工藝過程容易控 制，重現性好。
[0007] 技術方案：
[0008] 萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，該方法步驟如下：
[0009] (1)將模板分子萊鮑迪苷A、功能單體甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交聯劑乙二醇二 甲基丙烯酸酯溶解在致孔劑中，置於反應器中，室溫下在振蕩器上反覆振蕩，使模板分子與 功能單體充分作用，再加入引發劑偶氮二異丁腈，超聲處理後，充入氮氣，真空密封；其中模 板分子與功能單體的物質的量之比為1 : 8?32,功能單體與交聯劑的物質的量之比為 1 : 3?5,交聯劑與致孔劑的體積比為1 : 1?5,引發劑與功能單體和交聯劑用量之和的 質量比為1 : 100 ;
[0010] (2)混合溶液通過熱引發聚合，形成塊狀聚合物；
[0011] (3)將塊狀聚合物研磨，過80?100目篩。將收集的聚合物顆粒用濾紙包好置於 索氏抽提器內，用甲醇/冰醋酸（80/20,體積比）混合溶劑抽提24?48h，除去大部分模板 分子，再用純甲醇繼續抽提5h ;
[0012] (4)將除去模板分子的分子印跡聚合物在40°C下真空乾燥24h，得到萊鮑迪苷A分 子印跡聚合物。
[0013] 步驟⑴所述的致孔劑，為Ν，Ν' -二甲基甲醯胺和四氫呋喃按體積比1 : 0. 5? 3組成的混合液；
[0014] 步驟⑴所述的超聲處理的超聲功率為50?400W，處理時間為lh，充入氮氣的時 間為15?30min ;
[0015] 步驟⑵所述的熱引發聚合的條件為在60?70°C水浴中反應24h。
[0016] 所述萊鮑迪苷A分子印跡聚合物用掃描電子顯微鏡對其形貌進行表徵，照片見說 明書附圖。經美國Micromeritics Instrument公司的ASAP2010型自動比表面積和孔結構 分析儀測定，BET表面積為185. 0?386. 8m2/g，微孔體積0. 065?0. 097cm3/g，BJH吸附法 測定平均孔徑為7. 8?13. 7nm。
[0017] 所述萊鮑迪苷A分子印跡聚合物對模板分子及結構類似物的結合作用通過平衡 吸附實驗進行評價。配製不同濃度的萊鮑迪苷A水溶液，分別加入一定質量的萊鮑迪苷A 分子印跡聚合物進行吸附實驗，根據結合前後溶液中底物的濃度變化計算單位質量聚合物 對底物的結合量Wymol/g)。
[0018] B = (C^^) · V/m (1)
[0019] 採用Scatchard方程計算出結合位點的最大表觀結合量Β_(μ mol/g)和平衡離 解常數 Kd( μ mol/mL)。
[0020] Scatchard 方程為：
[0021] B/C2= (Bfflax-B)/Kd (2)
[0022] 式中，CjPC2( μ mol/mL)分別為吸附液中模板分子在吸附前和吸附達到平衡時濃 度，V(mL)為吸附液體積，m(g)為分子印跡聚合物的質量。
[0023] 以B/C2對B作圖，根據回歸曲線的截距和斜率計算得到，所述萊鮑迪苷A分子印 跡聚合物對萊鮑迪苷A的最大結合量B max為110?305 μ mol/g，解離常數Kd為0. 05? 1.17 μmol/mL〇
[0024] 所述萊鮑迪苷A分子印跡聚合物對模板分子的吸附選擇性通過以下方法得出：分 別配製萊鮑迪苷A及其結構類似物的水溶液，加入分子印跡聚合物，放入振蕩器室溫下吸 附，用高效液相色譜測定吸附液中各底物的溶液，根據吸附前後溶液濃度的變化可以計算 得出靜態分配係數K及識別因子β，由此可評價萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的吸附選擇性。
[0025] 計算方法如下：
[0026] K = B/Ce (3)
[0027] 式中，B(ymol/g)為單位質量聚合物對底物的結合量，根據式（1)計算得出； Ce( μ mol/mL)為底物在吸附液中的濃度。
[0028] β = KMIp/KNIP (4)
[0029] 式中，ΚΜΙΡ為萊鮑迪苷Α印跡聚合物的靜態分配係數；
[0030] KMIP為空白聚合物的靜態分配係數。空白聚合物的製備過程和萊鮑迪苷A印跡聚 合物的製備過程相同，區別在於合成空白聚合物時不添加模板分子萊鮑迪苷A。
[0031] 由式⑶和式⑷可計算得到，萊鮑迪苷A印跡聚合物的KMIP為143?1338,識別 因子β為1. 8?15。
[0032] 有益效果：
[0033] 本發明提供的萊鮑迪苷Α印跡聚合物製備方法，工藝簡便，重現性好，印跡聚合物 對萊鮑迪苷A具有較高的最大結合量B max和解離常數Kd，即具有良好的結合能力和分離性 能；同時其靜態分配係數K和識別因子β也較高，因而具有良好的對萊鮑迪苷A的識別能 力和吸附選擇性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 附圖為本發明實施例1製備得到的萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的掃描電子顯微鏡 照片，放大倍數：5X10 4倍。

【具體實施方式】
[0035] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限於下面的實施例。
[0036] 實施例1 :將模板分子萊鮑迪苷A、功能單體甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交聯劑乙 二醇二甲基丙烯酸酯溶解在致孔劑（N，N'_二甲基甲醯胺：四氫呋喃=2 : 1，體積比）中， 置於安培瓶內，室溫下在振蕩器上反覆振蕩，使模板分子與功能單體充分作用，再加入引發 劑偶氮二異丁腈，超聲處理（超聲功率250W，處理時間lh)後，充入氮氣（時間15min)，真 空封管；其中模板分子與功能單體的物質的量之比為1 : 8,功能單體與交聯劑的物質的量 之比為1 : 5,交聯劑與致孔劑的體積比為1 : 1，引發劑與功能單體和交聯劑用量之和的 質量比為1 : 100 ;混合溶液在60°C水浴中熱引發聚合反應24h，形成塊狀聚合物；將塊狀 聚合物研磨，過100目篩。將收集的聚合物顆粒用濾紙包好置於索氏抽提器內，用混合溶劑 (甲醇：冰醋酸=80 : 20,體積比）抽提48h，除去大部分模板分子，再用純甲醇繼續抽提 5h ;將除去模板分子的分子印跡聚合物在40°C下減壓乾燥24h，得到萊鮑迪苷A分子印跡聚 合物。
[0037] 所得萊鮑迪苷A分子印跡聚合物用掃描電子顯微鏡對其形貌進行表徵，照片見說 明書附圖。經美國Micromeritics Instrument公司的ASAP2010型自動比表面積和孔結 構分析儀測定，BET表面積為386. 8m2/g，微孔體積0. 065cm3/g，BJH吸附法測定平均孔徑為 7. 8nm。所得萊鮑迪苷A分子印跡聚合物對萊鮑迪苷A的最大結合量Bmax為304 μ mol/g，解 離常數Kd為0· 05 μ mol/mL，KMIP為1338,識別因子β為14. 9。
[0038] 實施例2 :將模板分子萊鮑迪苷Α、功能單體甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交聯劑乙 二醇二甲基丙烯酸酯溶解在致孔劑（Ν，Ν'_二甲基甲醯胺：四氫呋喃=1 : 1，體積比）中， 置於安培瓶內，室溫下在振蕩器上反覆振蕩，使模板分子與功能單體充分作用，再加入引發 劑偶氮二異丁腈，超聲處理（超聲功率300W，處理時間lh)後，充入氮氣（時間25min)，真 空封管；其中模板分子與功能單體的物質的量之比為1 : 16,功能單體與交聯劑的物質的 量之比為1 : 4,交聯劑與致孔劑的體積比為1 : 3,引發劑與功能單體和交聯劑用量之和 的質量比為1 : 100;混合溶液在65°c水浴中熱引發聚合反應24h，形成塊狀聚合物；將塊 狀聚合物研磨，過100目篩。將收集的聚合物顆粒用濾紙包好置於索氏抽提器內，用混合溶 劑（甲醇：冰醋酸=80 : 20,體積比）抽提36h，除去大部分模板分子，再用純甲醇繼續抽 提5h ;將除去模板分子的分子印跡聚合物在50°C下減壓乾燥24h，得到萊鮑迪苷A分子印 跡聚合物。
[0039] 所得萊鮑迪苷A分子印跡聚合物經美國Micromeritics Instrument公司 的ASAP2010型自動比表面積和孔結構分析儀測定，BET表面積為243. 7m2/g，微孔體積 0. 082cm3/g，BJH吸附法測定孔徑為9. lnm。所得萊鮑迪苷A分子印跡聚合物對萊鮑迪苷A 的最大結合量Bmax為223 μ mol/g，解離常數Kd為0· 38 μ mol/mL，KMIP為852,識別因子β為 10. 7。
[0040] 實施例3 :將模板分子萊鮑迪苷Α、功能單體甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交聯劑乙 二醇二甲基丙烯酸酯溶解在致孔劑（Ν，Ν'_二甲基甲醯胺：四氫呋喃=1 : 3,體積比）中， 置於安培瓶內，室溫下在振蕩器上反覆振蕩，使模板分子與功能單體充分作用，再加入引發 劑偶氮二異丁腈，超聲處理（超聲功率400W，處理時間lh)後，充入氮氣（時間30min)，真 空封管；其中模板分子與功能單體的物質的量之比為1 : 32,功能單體與交聯劑的物質的 量之比為1 : 3,交聯劑與致孔劑的體積比為1 : 5,引發劑與功能單體和交聯劑用量之和 的質量比為1 : 100 ;混合溶液在70°C水浴中熱引發聚合反應24h，形成塊狀聚合物；將塊 狀聚合物研磨，過100目篩。將收集的聚合物顆粒用濾紙包好置於索氏抽提器內，用混合溶 劑（甲醇：冰醋酸=80 : 20,體積比）抽提48h，除去大部分模板分子，再用純甲醇繼續抽 提5h ;將除去模板分子的分子印跡聚合物在60°C下減壓乾燥24h，得到萊鮑迪苷A分子印 跡聚合物。
[0041] 所述萊鮑迪苷A分子印跡聚合物經美國Micromeritics Instrument公司 的ASAP2010型自動比表面積和孔結構分析儀測定，BET表面積為185. 0m2/g，微孔體積 0.097cm3/g，BJH吸附法測定孔徑為13. 7nm。所得萊鮑迪苷A分子印跡聚合物對萊鮑迪苷 A的最大結合量Bmax為llOymol/g，解離常數Kd為1. Hymol/mL，KMIP為143,識別因子β 為 1. 8。
【權利要求】
1. 萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟： (1) 將模板分子萊鮑迪苷A、功能單體甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、交聯劑乙二醇二甲基 丙烯酸酯溶解在致孔劑中，置於反應器中，室溫下在振蕩器上反覆振蕩，使模板分子與功能 單體充分作用，再加入引發劑偶氮二異丁腈，超聲處理後，充入氮氣，真空密封；其中模板分 子與功能單體的物質的量之比為1 : 8?32,功能單體與交聯劑的物質的量之比為1 : 3? 5,交聯劑與致孔劑的體積比為1 : 1?5,引發劑與功能單體和交聯劑用量之和的質量比為 1 ： 100 ； (2) 混合溶液通過熱引發聚合，形成塊狀聚合物； (3) 將塊狀聚合物研磨，過80?100目篩。將收集的聚合物顆粒用濾紙包好置於索氏 抽提器內，採用混合溶劑抽提24?48h，除去大部分模板分子，再用純甲醇繼續抽提5h ; (4) 將除去模板分子的分子印跡聚合物減壓乾燥，得到萊鮑迪苷A分子印跡聚合物。
2. 根據權利要求1所述的萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於：所述 致孔劑，為N，N'_二甲基甲醯胺和四氫呋喃按體積比1 : 0.5?3組成的混合液。
3. 根據權利要求1所述的萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於：步驟 (1) 中，超聲處理的超聲功率為50?400W，處理時間為lh，充入氮氣的時間為15?30min。
4. 根據權利要求1所述的萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於：步驟 (2) 中，熱引發聚合的條件為在60?70°C反應24h。
5. 根據權利要求1所述的萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於：步驟 (3) 中，混合溶劑為體積比80 : 20的甲醇/冰醋酸。
6. 根據權利要求1所述的萊鮑迪苷A分子印跡聚合物的製備方法，其特徵在於：步驟 ⑷中，乾燥條件為溫度40?70°C，時間12?24h。
【文檔編號】C08F222/14GK104098739SQ201310120326
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優先權日:2013年4月9日
【發明者】楊瑞金, 葉發銀, 華霄, 唐樂樂, 趙偉, 張文斌 申請人:江南大學