[发明专利]一种L-肉碱分子印迹聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及智能高分子材料领域，具体涉及一种对L-肉碱分子具有良好的吸附和分离功能的印迹聚合物及其制备方法。该分子印迹聚合物对L-肉碱分子具有较好的选择识别性，可应用于肉碱对映体的拆分。

背景技术

近年来左旋肉碱(L-肉碱)在医药、食品等行业具有广泛应用，因此L-肉碱的生产与研究也更加受到关注。L-肉碱的主要生理功能是促进脂肪酸的β-氧化作用。它作为载体以脂酰肉碱形式将长链脂肪酸从线粒体膜外运送到膜内，使其在线粒体内代谢并转变为能量。研究证明，只有L-肉碱具有生理活性，而D-肉碱对肉碱乙酰转移酶(CAT)和肉碱脂肪酰转移酶(PTC)有竞争性抑制作用，抑制线粒体脂肪酸氧化和能量的形成，过量服用还可能会产生肌肉酸痛，严重可能导致肌肉萎缩，因而，DL-肉碱已趋淘汰，L-肉碱的生产越来越受到重视。目前已有的DL-肉碱的拆分方法主要为化学拆分法和生物拆分法。

分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique，MIT)是从仿生角度，采用人工方法制备对特定分子(模板分子)具有专一性结合作用聚合物的技术。这种聚合物被称为分子印迹聚合物(MIPs)，其原理是在交联反应时目标分子和功能单体相互作用形成稳定的复合物，聚合完成后，目标分子被洗脱，在合成材料上留下与目标分子结构、官能团互补的吸附位点，它对目标分子表现出特异的选择性和识别能力。由于其具有优良的分子识别能力和稳定性，在手性分离、液相色谱、固相萃取以及生物传感器等方面显示出广泛的应用前景，成为新世纪最具潜力的新型高分子功能材料之一。

近几年，硅胶表面分子印迹技术得到了很快的发展，其优点主要有：(1)聚合过程中，硅胶表面的修饰基团的空间距离可通过价键进行控制，只有对应底物才有强烈识别作用，大大降低非特异吸附对选择性的影响；(2)采用无机聚合物为载体，提高印迹作用的表面积，减少“包埋”现象。因此硅胶表面修饰的分子印迹聚合物在手性分离、手性合成、催化、模拟酶、传感器以及生物识别等方面都得到了推广，而且具有实际应用价值。

发明内容

针对分子印迹技术在手性拆分领域的潜在应用，以及L-肉碱在分子印迹技术中的空白，本发明拟解决的技术问题是：提供一种对L-肉碱分子具有良好吸附和分离功能的分子印迹聚合物及其制备方法。

该产品以L-肉碱作为印迹模板分子，甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)或N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，采用硅胶表面分子印迹技术合成了L-肉碱分子印迹聚合物；然后利用索氏提取和超声提取洗脱两种手段去除掉聚合物中的模板分子，从而所得到的印迹聚合物中留下了与L-肉碱模板分子空间结构相一致的“分子印迹”。该分子印迹聚合物对L-肉碱有一定的吸附作用。可以实现对肉碱对映体的手性拆分。

本发明所述的L-肉碱分子印迹聚合物的制备工艺简单、生产成本低、不需要特殊的仪器和设备。

本发明所述的L-肉碱分子印迹聚合物的制备方法包括如下步骤：

1、硅胶表面的预处理(活化)：取适量200～300目的硅胶，首先用HNO₃/H₂O(1∶1)浸泡硅胶24h，以除去硅胶中的少量的无机杂质并增加硅胶表面的羟基数目。再用去离子水洗去硝酸至中性，然后用丙酮洗涤，去除硅胶中有机杂质。放入100℃真空烘箱中烘12h，去除硅胶表面物理水，活化表面羟基。取出置于充满氮气的干燥器中待用。

2、硅胶表面的改性：称取适量活化后的硅胶加入到一定量二甲苯溶液中在35℃下充分溶胀2h后，加入一定量的硅烷偶联剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，MPT)，升温至80℃，磁力搅拌，在回流条件下反应6h，过滤，用甲醇抽提产物24h后在室温下真空干燥。得到偶联剂改性后的Silica-MPT复合粒子。

3、硅胶表面的聚合反应：取L-肉碱(模板分子)溶解于甲醇和氯仿的混合溶剂中，加入功能单体MAA，置入恒温振荡器中振荡2h，使模板分子与功能单体充分作用，加入适量硅烷化硅胶，恒温振荡2h，使模板分子与功能单体以及硅胶充分混合，再加入交联剂EGDMA或MBA和适量的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，通5min氮气，将反应器密封，放入恒温振荡器中，在50℃反应48h。

4、印迹模板分子的洗脱：反应产物用索氏提取器抽提或超声提取(抽提液均为甲醇)去除模板分子，用丙酮漂洗，除去少量细小的聚合物碎片。40℃真空干燥24h后备用。

在步骤1中选用的硅胶为青岛海洋化工厂分厂生产的200～300目的柱层层析硅胶。