趙丹丹，陳盛余，李　麗，史兵方，彭龍基

(廣西高校桂西生態(tài)環(huán)境分析和污染控制重點實驗室，百色學(xué)院，廣西　百色　533000)

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乙酰水楊酸分子印記聚合物的合成條件研究*

趙丹丹，陳盛余，李麗，史兵方，彭龍基

(廣西高校桂西生態(tài)環(huán)境分析和污染控制重點實驗室，百色學(xué)院，廣西百色533000)

采用分子印跡技術(shù)，以乙酰水楊酸為模板分子，丙烯酰胺為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑合成乙酰水楊酸分子印跡聚合物?？疾炝藛误w與交聯(lián)劑比例、引發(fā)劑用量、溶劑用量、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度對特異性吸附量的影響，結(jié)果表明：在乙酰水楊酸為0.181 g，丙烯酰胺為0.285 g，交聯(lián)劑為6.94 g，引發(fā)劑為100 mg，溶劑用量為20 mL，反應(yīng)溫度為65 ℃，反應(yīng)時間為18 h的條件下，聚合物有較好吸附效果。制備的印跡聚合物對乙酰水楊酸的特異性吸附量為17.7 mg/g。

乙酰水楊酸；分子印跡聚合物；功能單體

乙酰水楊酸具有鎮(zhèn)痛、消炎、退熱等功效，在臨床醫(yī)學(xué)有廣泛應(yīng)用。市售乙酰水楊酸藥品多以復(fù)方藥片或復(fù)配藥劑形式存在。藥典要求乙酰水楊酸雜質(zhì)含量不能超過0.1%[1]，其相關(guān)藥品也有含量要求，含量多少是衡量藥品質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此在藥品出廠前必須對乙酰水楊酸含量進(jìn)行測定。目前測定乙酰水楊酸的方法有滴定法[2]、高效液相色譜法[3]、分光光度計法[4]、毛細(xì)管電泳法[5]等，這些方法在測定乙酰水楊酸含量時都必須對樣品進(jìn)行前處理，前處理的主要目的是除雜質(zhì)。從以上方法的處理方式和實驗測試譜圖來看，雜質(zhì)還未全部去除，甚至是帶著雜質(zhì)進(jìn)行測定，這會在一定程度上影響檢測結(jié)果。因此乙酰水楊酸樣品的前處理方法還有待改進(jìn)。

分子印記技術(shù)是一種新興技術(shù)，利用該技術(shù)制備的分子印跡聚合物具有專一性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在分析化學(xué)[6]、固相萃取[7-8]等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。乙酰水楊酸分子印跡聚合物已經(jīng)被成功制備[9-10]，在乙酰水楊酸的樣品前處理有著廣闊的應(yīng)用前景。而目前在制備乙酰水楊酸分子印跡聚合物時側(cè)重研究其吸附特性，對其合成條件并沒有進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。鑒于此本研究對乙酰水楊酸分子印跡聚合物的制備條件進(jìn)行考究，通過優(yōu)化合成條件進(jìn)一步提高印跡聚合物對乙酰水楊酸的吸附量，為分子印跡聚合物的應(yīng)用提供更多科學(xué)依據(jù)。

1　實　驗

1.1儀器與試劑

試劑：乙酰水楊酸(純度>99%),安徽酷兒生物工程有限公司；丙烯酰胺(AM)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、偶氮二異丁腈(AIBN)，氯仿、丙酮、乙酸、甲醇等均為分析純；實驗用水為一次蒸餾水。

儀器：UV-2700型紫外可見分光光度計,日本島津；DZF-6032型真空干燥箱,上海一恒科學(xué)有限公司；SHA-B型恒溫振蕩器,國華企業(yè)；BSA224S型分析天平,賽多利斯。

1.2實驗方法

1.2.1分子印跡聚合物(MIP)和非分子印跡聚合物(NIP)的制備

在具塞比色管中稱取0.181 g(1 mmol)乙酰水楊酸溶于一定量的氯仿中，再加入丙烯酰胺(AM)功能單體0.285 g(4 mmol)，在振蕩器中震蕩6 h，讓模板分子與單體充分結(jié)合，再根據(jù)比例加入一定量的交聯(lián)劑EGDMA和引發(fā)劑AIBN(引發(fā)劑先用3 mL丙酮溶解)，超聲震蕩2 min，氮氣除氧10 min，密封，設(shè)置一定溫度下水浴反應(yīng)一定時間，反應(yīng)結(jié)束后以乙酸和甲醇混合為溶劑 (體積比為9:1)將聚合物用索氏提取儀提取至無乙酰水楊酸檢出為止。將固體物再以甲醇多次洗滌、干燥，最后將聚合物真空干燥48 h即得乙酰水楊酸分子印跡聚合物[9-10]。非分子印跡聚合物的制備除不加模板分子以外，其它步驟和印跡聚合物一樣。通過印跡聚合物的特異性吸附量選擇最佳合成條件。

1.2.2靜態(tài)吸附實驗

在具塞小磨口瓶中分別加入50 mg分子印跡聚合物，加入5.0 mL 0.5 mg/mL的乙酰水楊酸氯仿溶液，在30 ℃條件下震蕩吸附15 h，在296 nm處測定吸附后溶液吸光值[11]，平行測定3次，計算平均吸附量。同時以非分子印跡聚合物做對照實驗，則分子印跡聚合物的特異性吸附量為Q(mg/g)。計算公式Q=QMIP-QNIP，其中QMIP=(C0-Ce)V/mMIP，QNIP=(C0-Ce)V/mNIP，QMIP為分子印跡聚合物吸附乙酰水楊酸的量(mg/g)，QNIP為非分子印跡聚合物吸附乙酰水楊酸的量(mg/g),C0為乙酰水楊酸溶液初始濃度(mg/mL)，Ce為平衡時乙酰水楊酸溶液濃度(mg/mL)，V為溶液體積(mL)，mMIP為分子印跡聚合物吸附劑質(zhì)量(g)，mNIP為非分子印跡聚合物吸附劑質(zhì)量(g)。

1.2.3選擇性吸附實驗

分別稱取50 mg最佳條件制備的干燥MIP和NIP于具塞小瓶中，加入5.0 mL乙酰水楊酸和水楊酸(二者濃度均為0.5 mg/mL)混合溶液，在30 ℃條件下震蕩吸附15 h，測定吸附前后乙酰水楊酸和水楊酸的量，計算MIP和NIP聚合物對底物的分配系數(shù)及分離選擇性系數(shù)[12]。

2　結(jié)果與討論

2.1單體與交聯(lián)劑用量的影響

在具塞比色管中加入15.0 mL氯仿，加入0.181 g乙酰水楊酸、0.285 g AM震蕩溶解，按照表1的比例分別加入不同量的交聯(lián)劑和50 mg引發(fā)劑，控制在60 ℃下水浴反應(yīng)24 h。最終得到交聯(lián)劑加入量不同時分子印跡聚合物對模板分子的特異性吸附效果如表1所示。

由表1可知，隨著交聯(lián)劑的加入量增多，特異性吸附量先增大后減小。造成以上吸附效果的原因可能是，單體與交聯(lián)劑的摩爾比低于1:7.5時，沒有完全固化，特異性吸附的結(jié)構(gòu)沒有達(dá)到最大量，當(dāng)摩爾比大于1:7.5時，特異性吸附結(jié)構(gòu)可能部分被封閉導(dǎo)致特異性吸附下降，所以單體與交聯(lián)劑的摩爾比選擇1:7.5比較好，即交聯(lián)劑為6.94 g。

表1　單體與交聯(lián)劑比例的影響

2.2引發(fā)劑用量的影響

在固定乙酰水楊酸為0.181 g，氯仿為15 mL，單體為0.285 g，交聯(lián)劑為6.94 g，溫度為60 ℃，反應(yīng)時間為24 h的條件下，改變引發(fā)劑加入量，得到引發(fā)劑的量改變時，印跡聚合物的特異性吸附效果如表2所示。

表2　引發(fā)劑用量的影響

從表2的結(jié)果來看，引發(fā)劑用量為100 mg時，特異性吸附最大，繼續(xù)增大會導(dǎo)致特異性吸附有所降低，原因可能是引發(fā)劑過多在聚合物殘留的有機雜質(zhì)會增多，阻礙對目標(biāo)物的吸附。所以選擇100 mg的引發(fā)劑計入量比較合適。

2.3溶劑用量的影響

在固定乙酰水楊酸為0.181 g，單體為0.285 g，引發(fā)劑為100 mg，交聯(lián)劑為6.94 g，溫度為60 ℃，反應(yīng)時間為24 h的條件下，改變?nèi)軇┑挠昧?，得到不同溶劑用量時，印跡聚合物的特異性吸附效果如表3所示。

表3　溶劑用量的影響

由表3的結(jié)果看樣看出，溶劑在20 mL時，特異性吸附量有最大值，說明在20 mL溶劑時，分子印跡聚合物的孔徑結(jié)構(gòu)較好，適合更多目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)入聚合物內(nèi)部被吸附，所以選擇20 mL 的溶劑最合適。

2.4反應(yīng)溫度的影響

在固定乙酰水楊酸為0.181 g，單體為0.285 g，引發(fā)劑為100 mg，交聯(lián)劑為6.94 g，溶劑為20 mL，反應(yīng)時間為24 h的條件下，改變反應(yīng)聚合溫度，得到改變反應(yīng)溫度時，印跡聚合物的特異性吸附效果如表4所示。

表4　反應(yīng)溫度的影響

從表4的結(jié)果可以看出，升高溫度，特異性吸附量先增大后減小，在65 ℃時，特異性吸附量有最大值，因此選擇65 ℃的聚合溫度最合適。

2.5反應(yīng)時間的影響

在固定乙酰水楊酸為0.181 g，單體為0.285 g，引發(fā)劑為100 mg，交聯(lián)劑為6.94 g，溶劑為20 mL，反應(yīng)溫度為65 ℃的條件下，改變反應(yīng)聚合時間，得到不同反應(yīng)時間印跡聚合物的特異性吸附效果如表5所示。由表5可以看出聚合反應(yīng)時間為12 h時，特異性吸附量最低，反應(yīng)時間大于18 h之后特異性吸附量基本沒有變化，為了提高效率，選擇18 h的聚合時間比較合適。

表5　反應(yīng)時間的影響

2.6MIP的選擇性

表6　MIP 和NIP對不同底物的吸附量及選擇因子

通過分子印跡聚合物在乙酰水楊酸和水楊酸混合液中對二者的吸附差異性來考察分子印跡聚合物的選擇性。實驗所得的MIP和NIP對比吸附效果見表6。由表6結(jié)果可知MIP對模板分子的吸附效果要明顯優(yōu)于干擾物水楊酸，MIP對乙酰水楊酸的分離因子(α=8.80)比其對水楊酸的分離因子(α=1.62)大，說明MIP對模板分子良好的選擇性吸附。

3　結(jié)　論

研究得到合成乙酰水楊酸分子印跡聚合物的最佳工藝為：在固定乙酰水楊酸為0.181 g，丙烯酰胺為0.285 g時， 乙二醇二甲基丙烯酸酯加入量為6.94 g，溶劑用量為20 mL，反應(yīng)溫度為65 ℃，反應(yīng)時間為18 h。在最優(yōu)條件下得到的乙酰水楊酸分子印跡聚合物對乙酰水楊酸有良好的選擇性吸附特性，其特異性吸附量達(dá)到17.7 mg/g，該最佳工藝可以用于合成乙酰水楊酸分子印跡聚合物的合成。

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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

廣西高校材料物理與化學(xué)重點學(xué)科基金資助(桂教科研[2013]16號);百色學(xué)院校級科學(xué)研究項目基金資助(項目編號: 2013KB03、2015KBN06)；大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目基金資助(項目編號:201510609020、201510609023)。

趙丹丹(1985-)，女，碩士學(xué)位，講師，從事有機合成與電化學(xué)研究。

陳盛余(1984-)，男，碩士學(xué)位，講師，從事有機合成和天然產(chǎn)物研究。

TQ322.9

A

1001-9677(2016)012-0067-03