[发明专利]一种仿生温敏分子印迹复合膜的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种仿生温度敏感分子印迹复合膜的制备和分离应用。

背景技术

多巴胺(dopamine)是一种常见的神经传递物质，其电化学行为己被研究者广泛研究。同时，多巴胺溶液可以与一系列固体基体相接触发生反应，在其表面形成聚多巴胺膜。多巴胺可以通过强有力地共价和非共价作用聚合和附着在各种各样的无机和有机表面。多巴胺的邻苯二酚基团被氧化，生成具有邻苯二醌化合物。多巴胺和多巴胺醌之间发生反歧化反应，残生半醌自由基，然后偶合成交联键，同时在集体材料表面形成紧密黏附的交联复合层。多巴胺通过发生类似海洋贻贝黏液固化的反应稳定附着在固体材料表面，其与基体超强黏附行为的机理还有待进一步的研究，但目前已有的研究结果表明，多巴胺在固体材料表面黏附行为的作用机理来自于邻苯二酚与氨基官能团与材料的表面间的共价和非共价的相互作用。PDA表面改性的材料可以作为一个多功能的次级反应平台，用于细胞黏附、蛋白质固定、生物矿物形成、纳米颗粒固定、分子筛膜的制备方面的应用。

分子印迹技术(MIT)是模拟自然界中如：酶与底物、抗体与抗原等的分子识别作用，以目标分子为模板分子制备对该分子具有特异选择性识别功能的高分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer，MIP)的一种技术：即选用能与模板分子产生特定相互作用的功能性单体，在模板分子周围与交联剂进行聚合，形成三维交联的聚合物网络，最后通过物理化学等方法除去模板分子，就获得了具有对模板分子具有特殊亲和性及识别性孔穴的功能性高分子。

MIP识别模板分子的能力是基于聚合物中功能单体能按特定的空间位置分布并与模板分子中相应的基团发生静电、氢键、偶极或疏水等相互作用。因此，MIP对模板分子的特异性识别要求印迹空腔具有一定的形状和大小，如同酶和底物按“锁-钥”模式进行识别一样。这就要求MIP具有一定的刚性以维持印迹空腔的形状和尺寸的稳定，因此不得不采用很高的交联度。高交联度高分子材料往往具有质硬易碎的性质，高交联度也使得模板分子在MIP中传质速度慢，使模板分子的洗脱和再结合困难。利用一些高分子的柔性和温敏特性可以改善高交联度MIP的上述缺点。同时，温敏特性的引入使MIP对模板分子的亲和力可随温度变化而变化，可满足药物控制释放载体、固相萃取、酶模拟、人工抗体、传感器等领域对材料亲和力可调的要求。温敏MIP利用温敏高分子的温度体积相变行为，即在不同温度下分别发生收缩和溶胀，使得高分子侧链上带有的可与模板分子形成多接触点吸附(multi-point contact adsorption)的功能单体间的距离和相对位置改变，从而使印迹空腔结合模板分子的亲和力发生改变。这种亲和力的改变由温度的改变引起，因此是温度敏感的。

表面分子印迹技术通过把分子识别位点建立在基质材料的表面，从而有利于模板分子的脱除和再结合，较好的解决了传统分子印迹技术整体还存在的一些严重缺陷，如活性位点包埋过深，传质和电荷传递的动力学速率慢，吸附-脱附的动力学性能不佳等。将分子印迹技术与膜分离技术结合产生的分子印迹聚合膜(Molecularly Imprinted Membrane，MIM)的开发应用是最具吸引力的研究之一。分子印迹聚合物膜兼具分子印迹及膜分离技术的优点，一方面，该技术便于连续操作，易于放大，能耗低，能量利用率高，是“绿色化学”的典型；另一方面，它克服了目前的商业膜材料如超滤、微滤及反渗透膜等无法实现单个物质选择分离的缺点，为将特定分子从结构类似的混合物中分离出来提供了可行有效的解决途径；另外，与传统的分子印迹微球材料相比，分子印迹膜具有材料更稳定，抵抗恶劣环境能力更强，扩散阻力小，形态规整，不需要研磨等繁琐的制备过程等独特的优点。七十年代以来，膜分离技术发展迅速，已广泛用于食品、医药、微生物、化学化工、原子能等领域。膜分离法耗能少，效率高，将有可能取代精馏工艺。多孔膜的各种用途主要依赖于它的孔性，即孔径大小及其分布、孔隙率、溶剂对膜的渗透性、膜对溶质分子的截留性以及耐溶剂性能等。

青蒿素(artemisinin)是我国科学家从菊科蒿属植物青蒿中提取，并获得国际承认的具有自主知识产权的强效抗疟特效药，已成为世界卫生组织推荐的药品。随着对青蒿素类药物药理的作用研究的不断深入，证实青蒿素类药物具有抗疟、抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和抗肿瘤细胞毒性等作用。因此，青蒿素具有广阔的开发前景和重大的科学研究价值。青蒿素的提取分离方法主要是水蒸气蒸馏、有机溶剂浸提、索氏提取、超声波提取、微波辅助提取、超临界流体提取，而采用分子印迹复合膜分离提纯青蒿素的方法鲜有报道。

发明内容