乙酰水杨酸分子印记聚合物的合成条件研究*

赵丹丹，陈盛余，李　丽，史兵方，彭龙基

(广西高校桂西生态环境分析和污染控制重点实验室，百色学院，广西　百色　533000)



乙酰水杨酸分子印记聚合物的合成条件研究*

赵丹丹，陈盛余，李丽，史兵方，彭龙基

(广西高校桂西生态环境分析和污染控制重点实验室，百色学院，广西百色533000)

采用分子印迹技术，以乙酰水杨酸为模板分子，丙烯酰胺为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂合成乙酰水杨酸分子印迹聚合物。考察了单体与交联剂比例、引发剂用量、溶剂用量、反应时间和反应温度对特异性吸附量的影响，结果表明：在乙酰水杨酸为0.181 g，丙烯酰胺为0.285 g，交联剂为6.94 g，引发剂为100 mg，溶剂用量为20 mL，反应温度为65 ℃，反应时间为18 h的条件下，聚合物有较好吸附效果。制备的印迹聚合物对乙酰水杨酸的特异性吸附量为17.7 mg/g。

乙酰水杨酸；分子印迹聚合物；功能单体

乙酰水杨酸具有镇痛、消炎、退热等功效，在临床医学有广泛应用。市售乙酰水杨酸药品多以复方药片或复配药剂形式存在。药典要求乙酰水杨酸杂质含量不能超过0.1%[1]，其相关药品也有含量要求，含量多少是衡量药品质量的重要指标，因此在药品出厂前必须对乙酰水杨酸含量进行测定。目前测定乙酰水杨酸的方法有滴定法[2]、高效液相色谱法[3]、分光光度计法[4]、毛细管电泳法[5]等，这些方法在测定乙酰水杨酸含量时都必须对样品进行前处理，前处理的主要目的是除杂质。从以上方法的处理方式和实验测试谱图来看，杂质还未全部去除，甚至是带着杂质进行测定，这会在一定程度上影响检测结果。因此乙酰水杨酸样品的前处理方法还有待改进。

分子印记技术是一种新兴技术，利用该技术制备的分子印迹聚合物具有专一性高、稳定性好等优点，在分析化学[6]、固相萃取[7-8]等领域有广泛应用。乙酰水杨酸分子印迹聚合物已经被成功制备[9-10]，在乙酰水杨酸的样品前处理有着广阔的应用前景。而目前在制备乙酰水杨酸分子印迹聚合物时侧重研究其吸附特性，对其合成条件并没有进行系统优化。鉴于此本研究对乙酰水杨酸分子印迹聚合物的制备条件进行考究，通过优化合成条件进一步提高印迹聚合物对乙酰水杨酸的吸附量，为分子印迹聚合物的应用提供更多科学依据。

1　实　验

1.1仪器与试剂

试剂：乙酰水杨酸(纯度>99%),安徽酷儿生物工程有限公司；丙烯酰胺(AM)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、偶氮二异丁腈(AIBN)，氯仿、丙酮、乙酸、甲醇等均为分析纯；实验用水为一次蒸馏水。

仪器：UV-2700型紫外可见分光光度计,日本岛津；DZF-6032型真空干燥箱,上海一恒科学有限公司；SHA-B型恒温振荡器,国华企业；BSA224S型分析天平,赛多利斯。

1.2实验方法

1.2.1分子印迹聚合物(MIP)和非分子印迹聚合物(NIP)的制备

在具塞比色管中称取0.181 g(1 mmol)乙酰水杨酸溶于一定量的氯仿中，再加入丙烯酰胺(AM)功能单体0.285 g(4 mmol)，在振荡器中震荡6 h，让模板分子与单体充分结合，再根据比例加入一定量的交联剂EGDMA和引发剂AIBN(引发剂先用3 mL丙酮溶解)，超声震荡2 min，氮气除氧10 min，密封，设置一定温度下水浴反应一定时间，反应结束后以乙酸和甲醇混合为溶剂 (体积比为9:1)将聚合物用索氏提取仪提取至无乙酰水杨酸检出为止。将固体物再以甲醇多次洗涤、干燥，最后将聚合物真空干燥48 h即得乙酰水杨酸分子印迹聚合物[9-10]。非分子印迹聚合物的制备除不加模板分子以外，其它步骤和印迹聚合物一样。通过印迹聚合物的特异性吸附量选择最佳合成条件。

1.2.2静态吸附实验

在具塞小磨口瓶中分别加入50 mg分子印迹聚合物，加入5.0 mL 0.5 mg/mL的乙酰水杨酸氯仿溶液，在30 ℃条件下震荡吸附15 h，在296 nm处测定吸附后溶液吸光值[11]，平行测定3次，计算平均吸附量。同时以非分子印迹聚合物做对照实验，则分子印迹聚合物的特异性吸附量为Q(mg/g)。计算公式Q=QMIP-QNIP，其中QMIP=(C0-Ce)V/mMIP，QNIP=(C0-Ce)V/mNIP，QMIP为分子印迹聚合物吸附乙酰水杨酸的量(mg/g)，QNIP为非分子印迹聚合物吸附乙酰水杨酸的量(mg/g),C0为乙酰水杨酸溶液初始浓度(mg/mL)，Ce为平衡时乙酰水杨酸溶液浓度(mg/mL)，V为溶液体积(mL)，mMIP为分子印迹聚合物吸附剂质量(g)，mNIP为非分子印迹聚合物吸附剂质量(g)。

1.2.3选择性吸附实验

分别称取50 mg最佳条件制备的干燥MIP和NIP于具塞小瓶中，加入5.0 mL乙酰水杨酸和水杨酸(二者浓度均为0.5 mg/mL)混合溶液，在30 ℃条件下震荡吸附15 h，测定吸附前后乙酰水杨酸和水杨酸的量，计算MIP和NIP聚合物对底物的分配系数及分离选择性系数[12]。

2　结果与讨论

2.1单体与交联剂用量的影响

在具塞比色管中加入15.0 mL氯仿，加入0.181 g乙酰水杨酸、0.285 g AM震荡溶解，按照表1的比例分别加入不同量的交联剂和50 mg引发剂，控制在60 ℃下水浴反应24 h。最终得到交联剂加入量不同时分子印迹聚合物对模板分子的特异性吸附效果如表1所示。

由表1可知，随着交联剂的加入量增多，特异性吸附量先增大后减小。造成以上吸附效果的原因可能是，单体与交联剂的摩尔比低于1:7.5时，没有完全固化，特异性吸附的结构没有达到最大量，当摩尔比大于1:7.5时，特异性吸附结构可能部分被封闭导致特异性吸附下降，所以单体与交联剂的摩尔比选择1:7.5比较好，即交联剂为6.94 g。

表1　单体与交联剂比例的影响

2.2引发剂用量的影响

在固定乙酰水杨酸为0.181 g，氯仿为15 mL，单体为0.285 g，交联剂为6.94 g，温度为60 ℃，反应时间为24 h的条件下，改变引发剂加入量，得到引发剂的量改变时，印迹聚合物的特异性吸附效果如表2所示。

表2　引发剂用量的影响

从表2的结果来看，引发剂用量为100 mg时，特异性吸附最大，继续增大会导致特异性吸附有所降低，原因可能是引发剂过多在聚合物残留的有机杂质会增多，阻碍对目标物的吸附。所以选择100 mg的引发剂计入量比较合适。

2.3溶剂用量的影响

在固定乙酰水杨酸为0.181 g，单体为0.285 g，引发剂为100 mg，交联剂为6.94 g，温度为60 ℃，反应时间为24 h的条件下，改变溶剂的用量，得到不同溶剂用量时，印迹聚合物的特异性吸附效果如表3所示。

表3　溶剂用量的影响

由表3的结果看样看出，溶剂在20 mL时，特异性吸附量有最大值，说明在20 mL溶剂时，分子印迹聚合物的孔径结构较好，适合更多目标物质进入聚合物内部被吸附，所以选择20 mL 的溶剂最合适。

2.4反应温度的影响

在固定乙酰水杨酸为0.181 g，单体为0.285 g，引发剂为100 mg，交联剂为6.94 g，溶剂为20 mL，反应时间为24 h的条件下，改变反应聚合温度，得到改变反应温度时，印迹聚合物的特异性吸附效果如表4所示。

表4　反应温度的影响

从表4的结果可以看出，升高温度，特异性吸附量先增大后减小，在65 ℃时，特异性吸附量有最大值，因此选择65 ℃的聚合温度最合适。

2.5反应时间的影响

在固定乙酰水杨酸为0.181 g，单体为0.285 g，引发剂为100 mg，交联剂为6.94 g，溶剂为20 mL，反应温度为65 ℃的条件下，改变反应聚合时间，得到不同反应时间印迹聚合物的特异性吸附效果如表5所示。由表5可以看出聚合反应时间为12 h时，特异性吸附量最低，反应时间大于18 h之后特异性吸附量基本没有变化，为了提高效率，选择18 h的聚合时间比较合适。

表5　反应时间的影响

2.6MIP的选择性

表6　MIP 和NIP对不同底物的吸附量及选择因子

通过分子印迹聚合物在乙酰水杨酸和水杨酸混合液中对二者的吸附差异性来考察分子印迹聚合物的选择性。实验所得的MIP和NIP对比吸附效果见表6。由表6结果可知MIP对模板分子的吸附效果要明显优于干扰物水杨酸，MIP对乙酰水杨酸的分离因子(α=8.80)比其对水杨酸的分离因子(α=1.62)大，说明MIP对模板分子良好的选择性吸附。

3　结　论

研究得到合成乙酰水杨酸分子印迹聚合物的最佳工艺为：在固定乙酰水杨酸为0.181 g，丙烯酰胺为0.285 g时， 乙二醇二甲基丙烯酸酯加入量为6.94 g，溶剂用量为20 mL，反应温度为65 ℃，反应时间为18 h。在最优条件下得到的乙酰水杨酸分子印迹聚合物对乙酰水杨酸有良好的选择性吸附特性，其特异性吸附量达到17.7 mg/g，该最佳工艺可以用于合成乙酰水杨酸分子印迹聚合物的合成。

[1]中华人民共和国药典(二部)[S].1995:325.

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Study on Polymerization Conditions for Molecularly Imprinted Polymers Using Acetylsalicylic Acid as Template*

ZHAODan-dan,CHENSheng-yu,LILi,SHIBing-fang,PENGLong-ji

(Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Regional Ecological Environment Analysis and Pollution Control of West Guangxi, Baise University, Guangxi Baise 533000, China)

The molecular imprinted polymer(MIP) was synthesized by precipitation polymerization with acetylsalicylic acid (Asp) as template, acrylamide (AM) as functional monomer, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as crosslinker and Azo-iso-butyronitrile (AIBN) as initiator. The factors of influence such as the ratio of monomer to crosslinker, the amount of initiator, the amount of solvent, the reaction time and the reaction temperature were investigated. The results showed that the optimum reaction conditions were obtained as follows: the amount of crosslinker was 6.94 g, the amount of initiator was 100 mg, the amount of solvent was 20 mL, the reaction time was 65 ℃and the reaction time was 18 h when the amount of Asp was 0.181 g and acrylamide was 0.285 g. The adsorbing capacity of MIP which had specific molecule recognition ability to Asp was 17.7 mg/g.

acetyl salicylic acid; molecularimprinted polymer; functional monomer

广西高校材料物理与化学重点学科基金资助(桂教科研[2013]16号);百色学院校级科学研究项目基金资助(项目编号: 2013KB03、2015KBN06)；大学生创新训练项目基金资助(项目编号:201510609020、201510609023)。

赵丹丹(1985-)，女，硕士学位，讲师，从事有机合成与电化学研究。

陈盛余(1984-)，男，硕士学位，讲师，从事有机合成和天然产物研究。

TQ322.9

A

1001-9677(2016)012-0067-03