原花青素分子印跡聚合物的制備及其吸附性能研究

尚彩英，侯巧芝，彭蘇麗，完顏龍飛

(黃河科技學院醫學院，河南 鄭州 450063)

原花青素是一種天然多酚類化合物，大量存在于植物的表皮及種子中，具有清除自由基、抗氧化等方面的作用［1］，是天然的抗氧化劑。已廣泛用于食品［2］、保健品［3］、藥品［4］和化妝品［5］等行業。其傳統的提取方法步驟繁瑣。分子印跡技術是利用分子印跡聚合物選擇性地吸附目標分子達到提取分離的目的，尤其適合復雜產物中對某一組分的提取分離，且制備工藝簡單，便于保存。近年來，分子印跡技術在天然產物活性成分提取分離方面受到化學家們的高度關注［6－7］。但對原花青素分子印跡聚合物的制備方面的研究還未見報道。本研究以原花青素為模板分子，制備原花青素分子印跡聚合物，并研究了分子印跡聚合物對原花青素的吸附性能。

1 實驗部分

1.1 試劑與材料

葡萄籽提取物(原花青素≥95%):天津尖峰天然產物研究開發有限公司;銀杏葉總黃酮(95%):實驗室自制;甲醇(色譜純):天津市凱通化學試劑有限公司;甲基丙烯酸(AR，MAA)、偶氮二異丁腈(AR，AIBN)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(AR，EGDMA)、香草醛(AR):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;鹽酸(AR):煙臺市雙雙化工有限公司;氮氣。

1.2 儀器和設備

UV1901紫外可見分光光度計:上海奧析科學儀器有限公司;HH－S2數顯恒溫水浴鍋:金壇市醫療儀器廠;YHW1101遠紅外鼓風干燥箱:天津市華北實驗儀器有限公司;A017636電子分析天平:上海精密科學儀器有限公司;索氏提取器。

1.3 實驗方法

1.3.1 分子印跡聚合物(MMIPS)和非分子印跡聚合物(NMIPS)的制備

以原花青素為模板分子，以甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯劑，偶氮二異丁腈(AIBN)為引發劑，制備分子印跡聚合物。非分子印跡聚合物(NMIPS)制備除不加原花青素外，其余與制備分子印跡聚合物(MMIPS)完全相同。

1.3.2 原花青素標準曲線的繪制

稱0.1500 g的標準品于燒杯中溶解，轉移至50 mL容量瓶中甲醇定容配成溶液，再精確量取溶液3、4、5、6、7 mL于10 mL容量瓶中用甲醇溶液定容，利用Broadhurst鹽酸－香草醛法［8］，于500 nm處測吸光度，繪標準曲線。

1.3.3 吸附性能的研究

(1)稱量0.5000g原花青素置于250 mL容量瓶中，加甲醇定容，超聲震蕩溶解，即得原花青素樣品溶液。取該樣品溶液100 mL加入100 mg的印跡分子，吸附2 h后過濾，于500 nm處分別測定溶液吸附前后的吸光度，根據標準曲線計算溶液濃度。

(2)研究不同溶劑、吸附時間對原花青素吸附的影響時，改變1.3.3(1)對應的條件，其他不變。

(3)以蒸餾水為溶劑，吸附時間120min，分別取20 mg分子印跡聚合物和非分子印跡聚合物于一系列不同濃度原花青素樣品溶液中進行吸附性能比較。

1.3.4 選擇性吸附性能

為了確定原花青素分子印跡的選擇吸附性能，選擇與原花青素結構類似的黃酮作為競爭底物進行選擇性吸附試驗。稱取0.1000 g黃酮溶于30 mL甲醇溶液中，0.1500 g原花青素溶于30 mL甲醇水溶液中，再分別加入分子印跡聚合物30 mg，吸附2 h后過濾，稀釋至相應濃度后分別測吸附前后的吸光度，根據標準曲線計算溶液濃度。

1.3.5 吸附量計算公式

根據溶液濃度計算吸附量，計算公式如下:

Q=(C0－C)V/m

式中Q為該聚合物對模板分子的吸附量(mg/g);C0:原始溶液的濃度(mg/mL);C:吸附平衡后溶液濃度(mg/mL);V:溶液體積(mL);m:分子印跡聚合物質量(g)。

2 結果與討論

2.1 分子印跡聚合物的制備

稱量0.5000 g原花青素粉末置于干燥潔凈的試管中，加入10 mL甲醇，放入超聲清洗儀中進行超聲溶解。30min后離心，移至干燥試管中，再用移液管分別量取0.34 mL MAA、6.93 mL EGDMA于上清液中，稱取20 mg AIBN，將三種試劑完全混合震蕩溶解20min。將所得混合液通入氮氣脫氧15min，用橡膠塞密封管口，置于60℃恒溫水浴箱中，靜置24 h后取出。將制得的聚合物進行研磨、過篩，得粒徑在100～200目之間的顆粒。用甲醇索式提取48 h，直至紫外法檢測不到目標分子，再用甲醇溶液反復洗滌多次，干燥備用，即得分子印跡聚合物。

2.2 原花青素標準曲線的繪制

圖1 原花青素的標準曲線

以原花青素的吸光度為縱坐標，質量濃度(mg/mL)為橫坐標繪制標準曲線，回歸方程為 y=0.5707x －0.3266，r=0.9999。結果表明原花青素質量濃度在0.9～2.1mg/mL范圍內呈良好線性關系。

2.3 分子印跡聚合物吸附性能的研究

2.3.1 溶劑的選擇

分別研究蒸餾水、50%的甲醇水溶液、甲醇、無水乙醇和丙酮溶劑對原花青素樣品溶液吸附量的影響，結果如圖2。由圖2可知用蒸餾水作為溶劑，相同時間內表明吸附量達最大。

圖2 不同溶劑對吸附量的影響

2.3.2 吸附時間的選擇

圖3 時間對吸附量的影響

以蒸餾水為溶劑時，不同吸附時間對原花青素樣品溶液吸光度的影響，結果如圖3。從圖3看出隨著吸附時間的延長，吸附量逐漸增加，100min前增加顯著，120min后吸附量基本不變，說明達到了吸附平衡。

2.3.3 分子印跡聚合物和非分子印跡聚合物的吸附性能比較

分子印跡聚合物和非分子印跡聚合物吸附性能比較結果如圖4。由圖4可知隨著原花青素溶液濃度的逐漸增大，分子印跡聚合物和非分子印跡聚合物對原花青素的吸附量開始均呈增加的趨勢，分子印跡聚合物在濃度2.59 mg/mL時達吸附平衡。平衡時分子印跡聚合物的飽和吸附量明顯大于非分子印跡聚合物。原因非分子印跡聚合物對原花青素的吸附是物理吸附，分子印跡聚合物因內部有很多對原花青素的結合位點，因此其對原花青素的吸附量明顯增大，明顯大于非分子印跡聚合物。

圖4 MMIPS和NMIPS對吸附性能比較

2.4 選擇性吸附性能

研究分子印跡聚合物對原花青素和黃酮的選擇性吸附性能比較結果如表1。由表1數據結果可知，分子印跡聚合物對原花青素的吸附量是黃酮的26倍，這說明其對原花青素具有較好的選擇吸附性能，而對黃酮吸附較低。說明原花青素分子印跡聚合物對模板分子具有選擇性和較高的分子識別能力。

表1 分子印跡聚合物對原花青素和黃酮的選擇性吸附性能比較

3 結論

以原花青素為目標分子，甲基丙烯酸為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯劑，偶氮二異丁腈為引發劑合成了分子印跡聚合物。原花青素吸附溶劑選擇水溶液為最佳溶劑，吸附時間在120min時可達吸附平衡，分子印跡聚合物對原花青素分子的吸附性能和非分子印跡聚合物相比增加顯著，具有很高的選擇性。結論分子印跡聚合物能選擇性地吸附原花青素，結果滿意。