原花青素分子印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

尚彩英，侯巧芝，彭苏丽，完颜龙飞

(黄河科技学院医学院，河南 郑州 450063)

原花青素是一种天然多酚类化合物，大量存在于植物的表皮及种子中，具有清除自由基、抗氧化等方面的作用［1］，是天然的抗氧化剂。已广泛用于食品［2］、保健品［3］、药品［4］和化妆品［5］等行业。其传统的提取方法步骤繁琐。分子印迹技术是利用分子印迹聚合物选择性地吸附目标分子达到提取分离的目的，尤其适合复杂产物中对某一组分的提取分离，且制备工艺简单，便于保存。近年来，分子印迹技术在天然产物活性成分提取分离方面受到化学家们的高度关注［6－7］。但对原花青素分子印迹聚合物的制备方面的研究还未见报道。本研究以原花青素为模板分子，制备原花青素分子印迹聚合物，并研究了分子印迹聚合物对原花青素的吸附性能。

1 实验部分

1.1 试剂与材料

葡萄籽提取物(原花青素≥95%):天津尖峰天然产物研究开发有限公司;银杏叶总黄酮(95%):实验室自制;甲醇(色谱纯):天津市凯通化学试剂有限公司;甲基丙烯酸(AR，MAA)、偶氮二异丁腈(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;盐酸(AR):烟台市双双化工有限公司;氮气。

1.2 仪器和设备

UV1901紫外可见分光光度计:上海奥析科学仪器有限公司;HH－S2数显恒温水浴锅:金坛市医疗仪器厂;YHW1101远红外鼓风干燥箱:天津市华北实验仪器有限公司;A017636电子分析天平:上海精密科学仪器有限公司;索氏提取器。

1.3 实验方法

1.3.1 分子印迹聚合物(MMIPS)和非分子印迹聚合物(NMIPS)的制备

以原花青素为模板分子，以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，制备分子印迹聚合物。非分子印迹聚合物(NMIPS)制备除不加原花青素外，其余与制备分子印迹聚合物(MMIPS)完全相同。

1.3.2 原花青素标准曲线的绘制

称0.1500 g的标准品于烧杯中溶解，转移至50 mL容量瓶中甲醇定容配成溶液，再精确量取溶液3、4、5、6、7 mL于10 mL容量瓶中用甲醇溶液定容，利用Broadhurst盐酸－香草醛法［8］，于500 nm处测吸光度，绘标准曲线。

1.3.3 吸附性能的研究

(1)称量0.5000g原花青素置于250 mL容量瓶中，加甲醇定容，超声震荡溶解，即得原花青素样品溶液。取该样品溶液100 mL加入100 mg的印迹分子，吸附2 h后过滤，于500 nm处分别测定溶液吸附前后的吸光度，根据标准曲线计算溶液浓度。

(2)研究不同溶剂、吸附时间对原花青素吸附的影响时，改变1.3.3(1)对应的条件，其他不变。

(3)以蒸馏水为溶剂，吸附时间120min，分别取20 mg分子印迹聚合物和非分子印迹聚合物于一系列不同浓度原花青素样品溶液中进行吸附性能比较。

1.3.4 选择性吸附性能

为了确定原花青素分子印迹的选择吸附性能，选择与原花青素结构类似的黄酮作为竞争底物进行选择性吸附试验。称取0.1000 g黄酮溶于30 mL甲醇溶液中，0.1500 g原花青素溶于30 mL甲醇水溶液中，再分别加入分子印迹聚合物30 mg，吸附2 h后过滤，稀释至相应浓度后分别测吸附前后的吸光度，根据标准曲线计算溶液浓度。

1.3.5 吸附量计算公式

根据溶液浓度计算吸附量，计算公式如下:

Q=(C0－C)V/m

式中Q为该聚合物对模板分子的吸附量(mg/g);C0:原始溶液的浓度(mg/mL);C:吸附平衡后溶液浓度(mg/mL);V:溶液体积(mL);m:分子印迹聚合物质量(g)。

2 结果与讨论

2.1 分子印迹聚合物的制备

称量0.5000 g原花青素粉末置于干燥洁净的试管中，加入10 mL甲醇，放入超声清洗仪中进行超声溶解。30min后离心，移至干燥试管中，再用移液管分别量取0.34 mL MAA、6.93 mL EGDMA于上清液中，称取20 mg AIBN，将三种试剂完全混合震荡溶解20min。将所得混合液通入氮气脱氧15min，用橡胶塞密封管口，置于60℃恒温水浴箱中，静置24 h后取出。将制得的聚合物进行研磨、过筛，得粒径在100～200目之间的颗粒。用甲醇索式提取48 h，直至紫外法检测不到目标分子，再用甲醇溶液反复洗涤多次，干燥备用，即得分子印迹聚合物。

2.2 原花青素标准曲线的绘制

图1 原花青素的标准曲线

以原花青素的吸光度为纵坐标，质量浓度(mg/mL)为横坐标绘制标准曲线，回归方程为 y=0.5707x －0.3266，r=0.9999。结果表明原花青素质量浓度在0.9～2.1mg/mL范围内呈良好线性关系。

2.3 分子印迹聚合物吸附性能的研究

2.3.1 溶剂的选择

分别研究蒸馏水、50%的甲醇水溶液、甲醇、无水乙醇和丙酮溶剂对原花青素样品溶液吸附量的影响，结果如图2。由图2可知用蒸馏水作为溶剂，相同时间内表明吸附量达最大。

图2 不同溶剂对吸附量的影响

2.3.2 吸附时间的选择

图3 时间对吸附量的影响

以蒸馏水为溶剂时，不同吸附时间对原花青素样品溶液吸光度的影响，结果如图3。从图3看出随着吸附时间的延长，吸附量逐渐增加，100min前增加显著，120min后吸附量基本不变，说明达到了吸附平衡。

2.3.3 分子印迹聚合物和非分子印迹聚合物的吸附性能比较

分子印迹聚合物和非分子印迹聚合物吸附性能比较结果如图4。由图4可知随着原花青素溶液浓度的逐渐增大，分子印迹聚合物和非分子印迹聚合物对原花青素的吸附量开始均呈增加的趋势，分子印迹聚合物在浓度2.59 mg/mL时达吸附平衡。平衡时分子印迹聚合物的饱和吸附量明显大于非分子印迹聚合物。原因非分子印迹聚合物对原花青素的吸附是物理吸附，分子印迹聚合物因内部有很多对原花青素的结合位点，因此其对原花青素的吸附量明显增大，明显大于非分子印迹聚合物。

图4 MMIPS和NMIPS对吸附性能比较

2.4 选择性吸附性能

研究分子印迹聚合物对原花青素和黄酮的选择性吸附性能比较结果如表1。由表1数据结果可知，分子印迹聚合物对原花青素的吸附量是黄酮的26倍，这说明其对原花青素具有较好的选择吸附性能，而对黄酮吸附较低。说明原花青素分子印迹聚合物对模板分子具有选择性和较高的分子识别能力。

表1 分子印迹聚合物对原花青素和黄酮的选择性吸附性能比较

3 结论

以原花青素为目标分子，甲基丙烯酸为功能单体，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了分子印迹聚合物。原花青素吸附溶剂选择水溶液为最佳溶剂，吸附时间在120min时可达吸附平衡，分子印迹聚合物对原花青素分子的吸附性能和非分子印迹聚合物相比增加显著，具有很高的选择性。结论分子印迹聚合物能选择性地吸附原花青素，结果满意。