纳米二氧化钛负载l-丝氨酸印迹聚合物薄层板及其制法
【专利摘要】本发明以纳米二氧化钛为载体，L?丝氨酸为模板，采用表面印迹法制备了L?丝氨酸分子印迹聚合物。通过采用硝酸溶液活化二氧化钛表面，再用γ?MAPS修饰活化的二氧化钛，增加了固体表面功能基团，提高了载体表面接枝L?丝氨酸印迹聚合物的能力。将所得分子印迹聚合物制备成的薄层板，以0.1%茚三酮的正丁醇?冰醋酸?水(V/V,4:1:1)为展开剂，用于对手性化合物L?和D?丝氨酸进行分离时，相对比移值大于2.0，二者有效分离，解决了常规薄层固定相及常规液相色谱固定相无法分离的难题，实现了手性氨基酸化合物的分子印迹薄层分离。本发明为丝氨酸的手性拆分及分离分析提供了一种新的材料和方法。
【专利说明】
纳米二氧化钛负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板及其制法
技术领域
[0001]本发明涉及一种纳米二氧化钛表面负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]分子印迹聚合物(MIP)是通过分子印迹技术合成的对特定目标分子(模板分子)及其结构类似物具有特异性识别和选择性吸附的聚合物。MIP制备原理:将印迹分子(模板分子)与合适的功能单体混合，并使用交联剂将其聚合，在印迹分子周围形成交联度很高的三维交联的高分子聚合物网络，然后再用适当的方法将印迹的分子去除，最终得到的聚合物即为分子印迹聚合物。MIP具有识别性、构效预定性、实用性等性质，因此它在色谱固相萃取、临床药物分析、化学仿生传感器等诸多的领域具有广泛的应用前景。目前，合成分子印迹聚合物的方法主要是本体聚合法、微乳液聚合法、原位聚合法及表面接枝聚合法等。
[0003]丝氨酸又名β-羟基丙氨酸，丝氨酸存在左旋体和消旋体两种异构体，包括L-丝氨酸和D-丝氨酸。它有助于免疫血球素和抗体的产生，维持健康的免疫系统。此外，丝氨酸在细胞膜的制造加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中都发挥着重要的作用。丝氨酸是除了是合成嘌呤、胸腺嘧啶、胆碱的前体，而且L-丝氨酸羟基经磷酸化作用后能衍生出具重要生理功能的磷丝氨酸，是磷脂的主要成分之一。英国Beatson癌症研究所的研究人员发现丝氨酸可显著削弱癌细胞的生长和增殖能力。常规液相色谱固定相及薄层色谱均无法实现丝氨酸手性化合物的拆分。
[0004]纳米二氧化钛是一种多晶型化合物，主要有锐钛矿型、金红石型、板钛矿型三种晶型。二氧化钛具有熔点低、光吸收性能好、表面活性大、粒径小、比表面积大等诸多的优良性质，将纳米二氧化钛表面处理并进行化学修饰后，可以有效接枝分子印迹聚合物，提高分子印迹聚合物与目标化合物的分子识别动力学及分子识别效能。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的不足，我们采用表面接枝聚合法合成L-丝氨酸印迹聚合物，将预处理后纳米Ti02与模板分子(L-丝氨酸)溶解在适量的乙腈-DMS0(4:1，ν/ν)混合溶液中，加入引发剂ΑΙΒΝ、功能单体(4-乙烯基吡啶)和交联剂EGDMA，充分混合后进行超声脱气，通入氮气以除去溶液中的氧气后迅速密封，在333Κ恒温水浴条件下反应24h后得到印迹聚合物。经粉碎、研磨、筛分后用洗脱液洗脱真空干燥，备用。该方法得到的分子印迹聚合物对印迹分子有比较好的识别特性和选择性，对手性L-和D-丝氨酸具有较高分离效能。
[0006]为获得纳米二氧化钛负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板，本发明采取以下工艺步骤:
(I)纳米二氧化钛的预处理:准确称取6.0g纳米T12置于353K温度下烘烤12h，冷却，量取体积V1=SOmL的浓硝酸溶液，移至10mL的容量瓶中配制成浓度3.2mol/L的硝酸溶液，再将纳米T12浸泡在3.2mol/L的硝酸溶液中12h之后，真空抽滤后用去离子水洗沉淀脱至pH7.0，在3331(温度下，真空干燥611，备用；
(2)纳米二氧化钛的表面修饰:称取2.0g经活化的纳米T12,加入4 mL γ -MAPS-甲醇混合溶液[V/V，1:1 ]，于313K温度下反应12h，冷却，磨碎，并依次用50mL甲醇和水洗涤脱固体，干燥，备用；
(3 )纳米二氧化钛表面接枝印迹聚合物的制备:准确称取400mg经表面修饰过的纳米Ti〇2，加入1mL乙腈_DMS0(4:1)混合溶液中，搅拌，加入0.2mmol L-丝氨酸，加入0.8mmol功能单体4-￥?(4-乙烯基吡啶)和4.00 mmol交联剂EGDMA和60.00 mg的引发剂AIBN，充分混合后，转入EP管中，超声脱气15 min，通入氮气15 min，封口，将EP管放入60 °C恒温水浴锅中聚合反应24 h，将所得的块状聚合物粉碎，过筛，收集200-400目的聚合物颗粒，用甲醇-乙酸(9/1，v/v)溶液洗脱8次，再用甲醇洗脱4次，过滤后，固体放入真空干燥箱于60 °C中干燥24 h，即得分子印迹聚合物；
(4)分子印迹聚合物薄层板的制备:称取5.0g的羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)溶于100mL水中，配制成0.5 %的羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)水溶液，将适量的薄层层析硅胶倒入CMC-Na水溶后不断搅拌，调制成粘稠状硅胶匀浆液。称取m=0.060g分子印迹聚合物加入到上述硅胶匀浆液中，研匀，快速涂布在准备好的玻璃板上，涂布后的薄层板置于30°C烘箱中干燥。
[0007]分子印迹薄层分离按如下过程进行:(I)称取L-和D-丝氨酸各16.0mg，分别溶于100.0mL去离子水中，配制成浓度为0.160 mg mL—1的L-和D-丝氨酸样品溶液。(2)将薄层板边缘的聚合物刮净，在距离薄层板下端0.5cm的基线上，用毛细管对两种样品溶液同时点样，点与点间的距离约1^11。(3)将薄层板下端放入到含0.1%茚三酮的正丁醇-冰醋酸-水(V/V，4:1:1)展开剂中，15分钟后取出薄层板，自然干燥5分钟，于紫外灯下观察各自斑点的位置，并计算二者的比移值Rf。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
将纳米二氧化钛表面用硝酸溶液处理，再用γ -MAPS修饰后，提高了固体颗粒的表面印迹效果，增强所得分子印迹聚合物的分子识别性能；以L-丝氨酸为模板，以纳米T12为载体制备的L-丝氨酸分子印迹聚合物薄层板，以含0.1%茚三酮的正丁醇-冰醋酸-水(V/V，4:1:1)为展开剂时，能有效分离L-丝氨酸和D-丝氨酸，相对比移植大于2.0，解决了常规薄层固定相及常规液相色谱固定相无法分离的难题，实现了手性氨基酸化合物的分子印迹薄层分离。本发明为丝氨酸的手性拆分及分离分析提供了一种新的材料和方法。本发明得到的薄层板还可用于杜仲提取液中L-丝氨酸的提取、分离和分析，将杜仲样品溶液与标准氨基酸同时点样，置于含0.1%茚三酮的醋酸乙酯-冰醋酸-水(V/V，4:1:1)展开剂中展开后，通过紫外灯下观察，将含L-丝氨酸的聚合物刮下，用2.0mL甲醇-醋酸(9:1，v/v)混合溶液浸泡4h，超声处理后，可取上层清液进行紫外检测分析L-丝氨酸含量。
【具体实施方式】
[0009]以下对纳米二氧化钛负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板及其制法进行详细说明。
[0010](I)纳米二氧化钛的预处理:准确称取6.0g纳米T12置于353K温度下烘烤12h，冷却，量取体积VrfOmL的浓硝酸溶液，移至10mL的容量瓶中配制成浓度3.2mol/L的硝酸溶液，再将纳米T12浸泡在3.2mol/L的硝酸溶液中12h之后，真空抽滤后用去离子水洗沉淀脱至pH 7.0，在333K温度下，真空干燥6h，备用；
(2)纳米二氧化钛的表面修饰:称取2.0g经活化的纳米T12,加入4 mL γ -MAPS-甲醇混合溶液[V/V，1:1 ]，于313K温度下反应12h，冷却，磨碎，并依次用50mL甲醇和水洗涤脱固体，干燥，备用；
(3 )纳米二氧化钛表面接枝印迹聚合物的制备:准确称取400mg经表面修饰过的纳米Ti〇2，加入1mL乙腈_DMS0(4:1)混合溶液中，搅拌，加入0.2mmol L-丝氨酸，加入0.8mmol功能单体4-￥?(4-乙烯基吡啶)和4.00 mmol交联剂EGDMA和60.00 mg的引发剂AIBN，充分混合后，转入EP管中，超声脱气15 min，通入氮气15 min，封口，将EP管放入60 °C恒温水浴锅中聚合反应24 h，将所得的块状聚合物粉碎，过筛，收集200-400目的分子印迹聚合物，用甲醇-乙酸(9/1，v/v)溶液洗脱8次，再用甲醇洗脱4次，过滤后，固体放入真空干燥箱于60°C中干燥24 h，即得分子印迹聚合物；
(4)分子印迹聚合物薄层板的制备:称取5.0g的羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)溶于100mL水中，配制成0.5 %的羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)水溶液，将适量的薄层层析硅胶倒入CMC-Na水溶后不断搅拌，调制成粘稠状硅胶匀浆液。称取m=0.060g分子印迹聚合物加入到上述硅胶匀浆液中，研匀，快速涂布在准备好的玻璃板上，涂布后的薄层板置于30°C烘箱中干燥。
[0011]将上述得到的薄层板用于测试L-及D-丝氨酸的分离效能及用于杜仲中L-丝氨酸的提取、分离和分析。将L-和D-丝氨酸标准溶液分别点样于分子印迹薄层板上，并将薄层板下端放入到含0.1%茚三酮的正丁醇-冰醋酸-水(V/V，4:1:1)展开剂中，15分钟后取出薄层板，自然干燥5分钟，于紫外灯下观察各自斑点的位置，并计算二者的比移值Rf。对于杜仲样品的应用，将杜仲样品溶液与标准氨基酸同时点样于薄层板上，置于含0.1%茚三酮的醋酸乙酯-冰醋酸-水(V/V，4:1:1)展开剂中展开后，通过在紫外灯下观察，将含L-丝氨酸的聚合物刮下，用2.0mL甲醇-醋酸(9:1，v/v)混合溶液浸泡4h，超声处理后，取上层清液，进行紫外检测分析，测定L-丝氨酸浓度。
[0012]上述实施例并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种纳米二氧化钛表面负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板的制备方法，其特征在于包含以下几个步骤: (1)纳米二氧化钛的活化:准确称取6.0g纳米T12置于353K温度下烘烤12h，冷却，量取体积V1=SOmL的浓硝酸溶液，移至10mL的容量瓶中配制成浓度3.2mol/L的硝酸溶液，再将纳米T12浸泡在3.2mol/L的硝酸溶液中，12h后真空抽滤，用去离子水洗涤固体至pH 7.0，并将固体于333K温度下真空干燥6h，备用； (2)纳米二氧化钛的表面修饰:称取2.0g经活化的纳米T12，加入4 mL γ -MAPS-甲醇混合溶液[V/V，1:1 ]，于313K温度下反应12h，冷却，磨碎，并依次用50mL甲醇和水洗涤脱固体，干燥，备用； (3)纳米二氧化钛表面接枝分子印迹聚合物:准确称取400mg经表面修饰过的纳米Ti〇2，加入到1mL乙腈_DMS0(4:1)混合溶液中，搅拌，加入0.2mmol L-丝氨酸，加入0.8mmol功能单体4-VP(4-乙烯基吡啶)、4.00 mmol交联剂EGDMA和60.00 mg的引发剂AIBN，充分混合后，转入EP管中，超声脱气15 min，通入氮气15 min，封口，将EP管放入60 °C恒温水浴锅中聚合反应24 h，将所得块状聚合物磨碎，过筛，收集200目-400目间的固体颗粒，用甲醇-乙酸(9/1，v/v)溶液洗脱8次，再用甲醇洗脱4次，过滤后的固体放入真空干燥箱于60 °C干燥24h，即得分子印迹聚合物； (4)分子印迹聚合物薄层板的制备:称取5.0g的羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)溶于100mL水中，配制成0.5 %的羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)水溶液，将适量的薄层层析硅胶倒入CMC-Na水溶后不断搅拌，调制成粘稠状硅胶匀浆液，称取m=0.060g分子印迹聚合物加入到上述硅胶匀浆液中，研匀，快速涂布在准备好的玻璃板上，涂布后的薄层板置于30°C烘箱中干燥。2.根据权利要求1所述方法得到的纳米二氧化钛表面负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板。3.一种对丝氨酸进行手性拆分及分离分析的方法，其特征在于:将L-和D-丝氨酸标准物质溶液在权利要求2所述纳米二氧化钛负载L-丝氨酸印迹聚合物薄层板上同时点样，置于含0.1%茚三酮的醋酸乙酯-冰醋酸-水(V/V，4:1:1)的展开剂中展开后，在紫外灯下观察斑点，二种化合物的相对比移植大于2.0，实现L-和D-丝氨酸化合物的手性拆分和分离分析，将分离后各自的斑点处的聚合物刮下来，用2.0mL甲醇-醋酸(9:1，v/v)混合溶液浸泡4h，超声处理后，取上层清液，进行紫外检测分析，可测定二种手性化合物的回收率。
【文档编号】B01J20/30GK106009012SQ201610396244
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】李辉, 张月, 王素素, 龚美叶, 龚梦婷
【申请人】吉首大学