DOI:10.3969/j.issn.10001565.2025.02.007
摘" 要:異牡荊素是一種天然的碳苷黃酮類(lèi)活性物質(zhì),具有抗癌、抗炎等多種藥理活性,但是其有效成分的分離純化是開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)和關(guān)鍵.因此,制備了MOF材料MOF-801,利用MOF材料上帶有的—COOH基團(tuán),對(duì)其進(jìn)行衍生化反應(yīng),使其表面帶有C=C終端,然后與共聚單體(甲基丙烯酸月桂酯,LMA)、交聯(lián)劑(乙二醇二甲基丙烯酸酯)、致孔劑(正己醇)和引發(fā)劑(偶氮二異丁腈)混合均勻后制備MOF-801/聚合物整體柱.通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)和氮?dú)馕?脫附等方法進(jìn)行表征,結(jié)果顯示,MOF-801和MOF-801/聚合物整體柱均已成功合成.將MOF-801/聚合物整體柱用作固相萃取(SPE)吸附劑,通過(guò)與高效液相色譜(HPLC)儀聯(lián)用對(duì)中藥中的抗癌活性成分異牡荊素進(jìn)行在線(xiàn)富集純化.結(jié)果顯示,所制備的聚合物整體柱對(duì)異牡荊素具有較好的富集能力,并能去除中藥中的部分雜質(zhì).
關(guān)鍵詞:聚合物整體柱;固相萃?。⊿PE);異牡荊素;MOF-801
中圖分類(lèi)號(hào):O658""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A""" 文章編號(hào):10001565(2025)02016511
Preparation of MOF-801/polymer monolithic column and solid phase extraction of isovitexin
LIU Ping, LIU Haiyan
(Key Laboratory of Medicinal Chemistry and Molecular Diagnosis Ministry of Education, Key Laboratory of Public Health Safety of Hebei Province, College of Pharmacy, Hebei University, Baoding 071002, China)
Abstract: Isovitexin is a natural active substance of carboglycoside flavonoids, which has many pharmacological activities such as anti-cancer and anti-inflammation, but its content in medicinal plants is low, and the Chinese herbal medicine extract has some problems such as complex matrix. Therefore, it is necessary to establish a suitable method to enrich and purify isovitexin. In this paper, MOF material MOF-801 was first prepared, and the surface of MOF material was derivatized with —COOH group, so that it had a C=C terminal. Then, it was mixed with comonomer (methyl lauryl acrylate, LMA), cross-linking agent (ethylene glycol dimethacrylate), pore-forming agent (n-hexanol) and initiator (azodiisobutyronitrile) to prepare MOF-801/polymer monolithic column. Then, MOF-801 and MOF-801/ polymer monolithic column were characterized by scanning electron microscope (SEM), FT-IR and nitrogen adsorption-desorption method, which showed that the polymer monolithic column had been successfully synthesized. MOF-801/polymer monolithic column was used as solid-phase extraction (SPE)
收稿日期:20240529;修回日期:20241106
基金項(xiàng)目:
國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21974034)
第一作者:柳蘋(píng)(1998—),女,河北大學(xué)在讀碩士研究生,主要從事分離材料制備方向研究.E-mail:2761787123@qq.com
通信作者:劉海燕(1971—),女,河北大學(xué)教授,博士,主要從事分離材料的制備及對(duì)天然產(chǎn)物中抗癌活性成分的富集純化研究. E-mail:lhy1610@hbu.edu.cn
中草藥作為中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分,有著悠久的歷史和豐富的傳承.隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和人們對(duì)健康需求的提高,越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注中草藥及其治療效果.異牡荊素是一種天然的碳苷黃酮類(lèi)活性物質(zhì)[1],廣泛存在于自然界幾十種植物的根、莖、葉、樹(shù)皮、果實(shí)和種子中[2].近年來(lái),有研究證明異牡荊素具有保護(hù)肝臟、降血糖、抗衰老的作用[3],還具有抗肝癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)腸癌、胰腺癌的作用[4],此外,對(duì)骨肉瘤源干細(xì)胞樣細(xì)胞的干性也具有較好的抑制效果[5],但異牡荊素在藥用植物中的含量較低,且存在基質(zhì)復(fù)雜等問(wèn)題[6].目前,從中草藥提取液中分離純化異牡荊素多采用液液萃取[7],或液液萃取結(jié)合柱色譜的方法進(jìn)行[8-9],大多數(shù)方法存在消耗有機(jī)溶劑多、操作復(fù)雜等問(wèn)題 .
聚合物整體柱是將單體、引發(fā)劑、致孔劑等混合后裝入不銹鋼管(毛細(xì)管、聚醚醚酮管等)中,在一定條件下,經(jīng)熱(光)引發(fā)后,原位聚合得到的連續(xù)整體.聚合物整體柱負(fù)載能力強(qiáng)[10],而且聚合物的表面帶有豐富的有機(jī)基團(tuán),有利于對(duì)其進(jìn)行功能化反應(yīng).利用聚合物整體柱富集純化目標(biāo)化合物所用的有機(jī)溶劑消耗少,而且所用時(shí)間比較短[11],在樣品前處理步驟中起到消除大部分雜質(zhì)、純化目標(biāo)化合物的重要作用[12].然而,傳統(tǒng)的聚合物整體柱也有一定的缺陷,例如孔隙率較低[13]及比表面積較?。?4]等,通過(guò)在聚合物整體柱中添加高比表面積的多孔材料可以有效彌補(bǔ)這些缺陷.
金屬有機(jī)骨架(MOFs)是一種新型的多孔晶體材料,由金屬陽(yáng)離子(或陽(yáng)離子簇)通過(guò)配位鍵與多功能有機(jī)配體配位連接而成[15].MOFs具有較高的比表面積[16]、多種開(kāi)放的金屬位點(diǎn)[17]、較大的孔隙空間[18]和較好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)[19],這些特性使其在氣體儲(chǔ)備[20]、催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)[21]、氣體吸附[22]與分離[23]等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景.然而,MOFs材料存在機(jī)械強(qiáng)度低[24]、化學(xué)穩(wěn)定性差[25]、容易坍塌、難以與分散體系分離等缺點(diǎn)[26],使得MOFs材料在固相萃取方面的應(yīng)用受到一定的局限[27].利用聚合物整體柱表面易修飾及MOFs比表面積大的優(yōu)點(diǎn)[28],將MOFs與聚合物整體柱進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,制備MOF/聚合物整體柱,可以擴(kuò)大二者的應(yīng)用范圍.
本實(shí)驗(yàn)首先制備了MOF-801,利用MOF材料上帶有的—COOH基團(tuán),對(duì)其進(jìn)行衍生化反應(yīng),使其表面帶有C=C終端.以衍生化的MOF-801和甲基丙烯酸月桂酯(LMA)為共聚單體,與交聯(lián)劑、引發(fā)劑和致孔劑混合均勻后,通過(guò)熱引發(fā)的方法制備了MOF-801/聚合物整體柱.通過(guò)FT-IR、SEM、氮吸附-脫附等溫線(xiàn)對(duì)制備的MOF-801材料和MOF-801/聚合物整體柱進(jìn)行表征.并將MOF-801/聚合物整體柱作為SPE吸附劑,與高效液相色譜(HPLC)聯(lián)用,對(duì)中藥中的異牡荊素進(jìn)行在線(xiàn)富集純化.
1" 實(shí)驗(yàn)部分
1.1" 儀器與試劑
Thermo Unitmate 3000高效液相色譜儀(美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司);TriStar Ⅱ 3020儀器(美國(guó)麥克儀器公司);KQ-500DE超聲波清洗器(昆山超聲波儀器有限公司);DZF-6020真空干燥箱(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司);OZKW-4電子恒溫水浴鍋(北京中興偉業(yè)儀器有限公司);LC-RE-3000B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海力辰邦西儀器科技有限公司);TG16G高速離心機(jī)(GAOCO高科儀器有限公司);BT 25S電子天平(德國(guó)賽多利斯公司);Cosmosil column C18-MS-Ⅱ分析柱(150 mm×4.6 mm i.d,5 μm).
α-甲基丙烯酸(MMA)、甲酸、偶氮二異丁腈(AIBN)、乙醇和正己醇(分析純,上海阿拉丁有限公司);γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)(分析純,天津科密歐化學(xué)試劑有限公司);甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、八水合四氯化鋯(ZrCl4·8H2O)、富馬酸(C4H4O4)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)(分析純,上海麥克林生化科技股份有限公司);甲苯、丙酮(分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠(chǎng));甲醇、乙腈(色譜純,上海星可高純?nèi)軇┯邢薰荆?;葒草(Persicaria orientalisc(L.) Spach)、雞眼草(Kummerowia striata (Thunb.) Schindl)和蔓荊子(Fructus Viticis)從同一家藥店(中國(guó)保定)購(gòu)買(mǎi).蔓荊子基源為馬鞭草科植物單葉蔓荊Vitex trifolia L var.simplicifolia Cham(Vitex.rotundifolia L)或三葉蔓荊V.trifolia Linn的干燥成熟果實(shí).氯苯、菲、丙苯和硫脲(色譜純,北京化工廠(chǎng));異牡荊素對(duì)照品(≥98%,上海源葉生物科技有限公司);超純水通過(guò)超純水凈化系統(tǒng)(中國(guó)四川成都)制備.所有溶液均通過(guò)0.45 μm膜過(guò)濾.
葒草、雞眼草、蔓荊子經(jīng)河北大學(xué)藥學(xué)院白立改副教授鑒定為葒草全草、雞眼草全草、蔓荊子果實(shí).
1.2" MOF-801的制備及改性
參照文獻(xiàn)[29]的方法合成MOF材料MOF-801.首先將242 mg富馬酸(C4H4O4)和358 mg八水合四氯化鋯(ZrCl4· 8H2O)溶解在20 mL超純水中,超聲處理5 min使其充分分散,然后加入3.9 mL甲酸,攪拌均勻后,將混合溶液轉(zhuǎn)移至80 mL以聚四氟乙烯為內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中,在120 ℃烘箱中加熱24 h.待反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)釜冷卻至室溫取出,將混合物轉(zhuǎn)移至離心管中,以10 000 r/min離心5 min,收集產(chǎn)物,用水和乙醇分別洗滌3次,然后將固體在80 ℃烘箱中干燥12 h,得到產(chǎn)物MOF-801.
MOF-801改性過(guò)程如下:先將1 mmol的MOF-801和1 mmol的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)分散到35 mL甲苯中,在110 ℃下回流8 h,待反應(yīng)完成后,經(jīng)抽濾,得到固體產(chǎn)物,用丙酮和甲醇清洗以除去未反應(yīng)的KH-570,最后將得到的固體產(chǎn)物放入100 ℃真空干燥箱中,干燥12 h,即得衍生化的MOF-801.
1.3" MOF-801/聚合物整體柱的制備
在離心管中依次加入0.001 g功能化的MOF-801、125 μL LMA、0.008 g AIBN、450 μL EDMA和1 800 μL正己醇,將混合溶液放入超聲波清洗器中超聲振蕩1 h,使溶液混合均勻并脫氣,避免產(chǎn)生氣泡.然后緩慢倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的不銹鋼空柱管中(50 mm×4.6 mm i.d.),將柱管密封好,在60 ℃反應(yīng)10 h.待聚合完成后,將整體柱與HPLC系統(tǒng)相連,以甲醇作為流動(dòng)相對(duì)聚合物整體柱進(jìn)行沖洗,除去沒(méi)有參與反應(yīng)的致孔劑等可溶性成分,沖洗時(shí)間為1.5 h.
1.4" 異牡荊素對(duì)照品溶液的配制
配制質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的異牡荊素對(duì)照品溶液,具體過(guò)程如下:稱(chēng)取1.0 mg的異牡荊素對(duì)照品,溶解于1 mL甲醇中,超聲至完全溶解,然后將配制好的溶液用0.45 μm濾膜過(guò)濾后,保存在4 ℃冰箱內(nèi).
1.5" 溶液的配制
將1 mg小分子化合物(氯苯、菲、丙苯和硫脲)分別溶解于5 mL的甲醇中,將配制好的溶液用0.45 μm的濾膜過(guò)濾后,儲(chǔ)存在4 ℃冰箱中備用.
1.6" 實(shí)際樣品提取與制備
將雞眼草、葒草、蔓荊子3種中藥材粉碎過(guò)3號(hào)篩,各稱(chēng)取4 g,分別加入50 mL甲醇,在65 ℃下回流提取2 h.將上述3種藥材提取液過(guò)濾,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干,加入3 mL甲醇復(fù)溶,經(jīng)0.45 μm的濾膜過(guò)濾,保存在4 ℃冰箱內(nèi),備用.
1.7" 在線(xiàn)SPE-HPLC分析
使用自制的MOF-801/聚合物整體柱作為SPE吸附劑,與HPLC連用,在線(xiàn)富集純化異牡荊素.具體流程如下:首先,將自制的MOF-801/聚合物整體柱與高效液相色譜系統(tǒng)相連,使用富集流動(dòng)相平衡.在MOF-801/聚合物整體柱中注入異牡荊素對(duì)照品溶液或雞眼草等中藥材的提取液,對(duì)異牡荊素進(jìn)行富集.當(dāng)基線(xiàn)達(dá)到穩(wěn)定,不再有色譜峰出現(xiàn),表明不再有組分隨流動(dòng)相流出,此時(shí)富集完成.然后將自制的MOF-801/聚合物整體柱與C18柱相連,用洗脫流動(dòng)相將吸附在MOF-801/聚合物整體柱上的異牡荊素進(jìn)行洗脫.對(duì)實(shí)際樣品的富集流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為5∶95),洗脫流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為20∶80),樣品進(jìn)樣體積均為20 μL.
2" 結(jié)果與討論
2.1" MOF-801與改性后的MOF-801表征
制備得到的MOF-801呈白色粉末狀.圖1a為MOF-801的SEM圖,由圖1a可以看出合成的MOF-801微觀形貌為尺寸較為規(guī)則的多面體結(jié)構(gòu).圖1b是MOF-801的氮?dú)馕?脫附等溫線(xiàn),顯示出I型等溫線(xiàn),在p/p0=0處都有抬升,說(shuō)明材料具有典型的微孔結(jié)構(gòu),吸附曲線(xiàn)和脫附曲線(xiàn)幾乎完全重合,沒(méi)有形成回滯環(huán),說(shuō)明材料幾乎沒(méi)有中孔及堆積孔.制備得到的MOF-801的比表面積為641.87 m2/g,與文獻(xiàn)[30]報(bào)道的類(lèi)似,表明MOF-801成功合成.圖1c為合成后的MOF-801和改性后的MOF-801的紅外光譜,1 654、1 405 cm-1處的吸收峰是有機(jī)配體羧基中的C=O和C-O的伸縮振動(dòng)峰.圖1c中改性后光譜曲線(xiàn)在1 010 cm-1處出現(xiàn)1個(gè)新的吸收峰,這說(shuō)明MOF-801上的—COOH 與KH-570上—Si(OCH3)3已成功反應(yīng),該吸收峰是KH-570上Si—O—C鍵伸縮振動(dòng)引起的.另外,相比于改性前,改性后的光譜曲線(xiàn)在2 966、 2 923 cm-1處可以觀察到KH-570亞基和亞甲基的伸縮振動(dòng).以上結(jié)果表明,MOF-801衍生化成功,末端含有C=C雙鍵.
2.2" MOF-801/聚合物整體柱的表征
整體柱的孔徑影響著其吸附性能,是考察的重要性質(zhì)之一.通過(guò)電鏡圖可以觀察到整體柱內(nèi)部的微觀形貌,由圖2a可以看出,整體柱具有多孔結(jié)構(gòu).用氮?dú)馕?脫附等溫線(xiàn)法對(duì)整體柱進(jìn)行表征,圖2b為MOF-801/聚合物整體柱的氮?dú)馕?脫附等溫線(xiàn),Ⅳ型等溫線(xiàn)表明整體柱存在介孔結(jié)構(gòu).MOF-801/聚合物整體柱與不添加MOF-801的聚合物整體柱的比表面積分別為117.21 m2/g和99.56 m2/g,這表明在整體柱中加入MOF-801,可以增加整體柱的比表面積.圖2c為MOF-801/聚合物整體柱的孔徑分布.
2.3" 整體柱的保留特性
為了驗(yàn)證制備整體柱的保留特性,研究了3種疏水性物質(zhì)(氯苯、菲、丙苯)在MOF-801/聚合物整體柱上的保留時(shí)間與甲醇含量的關(guān)系.保留因子的計(jì)算公式如下:k=(tR-t0)/t0,其中:k為保留因子;tR為芳香族化合物的保留時(shí)間;t0為硫脲的保留時(shí)間.從圖3可以看出,3種疏水性物質(zhì)的k值隨甲醇含量的增加而減小,這表明自制的MOF-801/聚合物整體柱具有疏水性保留特性.
2.4" 在線(xiàn)SPE條件的優(yōu)化
2.4.1" 流動(dòng)相組成對(duì)富集洗脫結(jié)果的影響
保持富集及洗脫溫度(30 ℃)、流動(dòng)相流速(1.0 mL/min)及pH(均為7)不變的情況下,通過(guò)改變富集流動(dòng)相比例發(fā)現(xiàn),當(dāng)乙腈體積分?jǐn)?shù)高于8%時(shí),異牡荊素會(huì)隨富集流動(dòng)相流失,MOF-801/聚合物整體柱達(dá)不到對(duì)其富集的效果.因此,乙腈體積分?jǐn)?shù)高于8%的情況不予考慮,考察了乙腈體積分?jǐn)?shù)為0~8%時(shí),異牡荊素回收率的變化情況.由圖4a、圖4b可以看出,當(dāng)富集流動(dòng)相中乙腈體積分?jǐn)?shù)為2%,洗脫流動(dòng)相中乙腈體積分?jǐn)?shù)為20%時(shí),異牡荊素的回收率最高.因此,分別選擇乙腈/水(體積比為2∶98)和乙腈/水(體積比為20∶80)為富集流動(dòng)相和洗脫流動(dòng)相.
2.4.2" 柱溫對(duì)富集和洗脫效果的影響
溫度會(huì)在一定程度上影響流動(dòng)相的黏度、溶質(zhì)溶解度和擴(kuò)散系數(shù).因此,保持富集流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為2∶98,pH=7)、洗脫流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為20∶80,pH=7)及流速1.0 mL/min不變的前提下,本實(shí)驗(yàn)考察了溫度對(duì)富集和洗脫的影響.從圖4c中可以看出,隨著富集過(guò)程中溫度條件的變化,異牡荊素的回收率先增高后降低,在溫度為30 ℃時(shí)回收率最高.由圖4d可以看出,當(dāng)洗脫流動(dòng)相溫度為30 ℃時(shí),異牡荊素的回收率最高,因此富集和洗脫過(guò)程的最佳溫度均選擇30 ℃.
2.4.3" 流速對(duì)富集和洗脫結(jié)果的影響
流速對(duì)目標(biāo)物在整體柱上富集洗脫有一定的影響,流速過(guò)慢或過(guò)快都可能會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)物富集不充分,部分異牡荊素流失,回收率降低.因此,保持富集流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為2∶98,pH=7)、洗脫流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為20∶80,pH=7)及柱溫30 ℃不變的前提下,考察流速對(duì)富集和洗脫的影響.從圖4e可以看出,當(dāng)富集流動(dòng)相的流速為1.0 mL/min時(shí),異牡荊素回收率最高.由圖4f可以看出,洗脫流速為0.4 mL/min時(shí)回收率最大,但是流速過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致在洗脫過(guò)程中出現(xiàn)保留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),色譜峰展寬,洗脫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題,浪費(fèi)溶劑和時(shí)間.而用1.0 mL/min流速洗脫時(shí),異牡荊素的回收率降低不太明顯.因此選用1.0 mL/min作為洗脫異牡荊素的最佳流速.
2.4.4" pH對(duì)富集和洗脫結(jié)果的影響
保持富集流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為2∶98)、洗脫流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為20∶80)、流速1.0 mL/min及柱溫30 ℃不變的情況下,考察pH對(duì)異牡荊素富集洗脫的影響.由圖4g可以看出,當(dāng)富集流動(dòng)相的pH為7時(shí),異牡荊素的回收率最高.由圖4h可以看出,當(dāng)洗脫流動(dòng)相的pH為2.5~7時(shí),異牡荊素的回收率相差不大,但是在pH為7時(shí),異牡荊素的回收率略高.因此,富集和洗脫過(guò)程的最優(yōu)pH均選擇7.
2.5" 整體柱的背壓和吸附能力的考察
背壓和機(jī)械強(qiáng)度也是影響聚合物整體柱對(duì)目標(biāo)物的富集洗脫性能的重要因素,能夠直接影響在線(xiàn)SPE程序.本實(shí)驗(yàn)考察了流動(dòng)相中乙腈含量和流動(dòng)相的流速對(duì)聚合物整體柱背壓的影響.由圖5A可以看出,2種整體柱的變化趨勢(shì)一致,但是添加了MOF-801的聚合物整體柱的背壓更低.由圖5B可以看出,流速在0~6 mL/min內(nèi),隨著流速的升高,2種聚合物整體柱的背壓也隨之升高,并且2種整體柱在高流速下并沒(méi)有被沖出,也沒(méi)有發(fā)生塌陷的情況,證明所制備的2種聚合物整體柱均具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性.這些結(jié)果說(shuō)明,MOF-801材料的加入降低了整體柱的背壓.
為了考察MOF-801/聚合物整體柱對(duì)異牡荊素的吸附能力,在富集流動(dòng)相為乙腈/水(體積比為2∶98)時(shí),注入不同體積的異牡荊素對(duì)照品溶液(10 mg/mL),用整體柱對(duì)其進(jìn)行富集.將整體柱與C18柱相連,用洗脫流動(dòng)相乙腈/水(體積比為20∶80)對(duì)吸附在整體柱上的異牡荊素進(jìn)行洗脫.結(jié)果如圖6所示,吸附量按照公式A=(V×ω×c)/m計(jì)算,V為進(jìn)樣體積;ω為異牡荊素質(zhì)量分?jǐn)?shù);c為異牡荊素對(duì)照品濃度;m為整體柱質(zhì)量.經(jīng)計(jì)算,MOF-801/聚合物整體柱對(duì)異牡荊素的最大吸附量為20.97 mg/g,高于不添加MOF-801的聚合物整體柱(最大吸附量為12.43 mg/g).這些結(jié)果表明,MOF材料的加入,可以提高整體柱對(duì)異牡荊素的吸附能力.
富集因子(EF),是利用MOF-801/聚合物整體材料,經(jīng)過(guò)SPE富集洗脫后,洗脫液中異牡荊素濃度與原始樣品中含有的異牡荊素濃度之比,利用公式EF=cSPE/c0進(jìn)行計(jì)算.其中,EF為富集因子;cSPE為洗脫液中異牡荊素濃度;c0為異牡荊素初始濃度.經(jīng)計(jì)算,MOF-801/聚合物整體材料對(duì)異牡荊素的EF為19.78.表明該整體柱對(duì)異牡荊素具有較好的富集能力.
2.6" MOF-801/聚合物整體柱對(duì)實(shí)際樣品的分析
為了評(píng)價(jià)方法的可行性和實(shí)用性,用所制備的MOF-801/聚合物整體柱對(duì)雞眼草、葒草和蔓荊子3種藥材中的異牡荊素進(jìn)行在線(xiàn)富集純化.由于實(shí)際樣品具有復(fù)雜性,含有較多除目標(biāo)物以外的其他雜質(zhì),所以對(duì)富集條件進(jìn)行了再次優(yōu)化.綜合考慮富集和去除雜質(zhì)的效果,選擇乙腈/水(體積比為5∶95)作為富集流動(dòng)相,用于實(shí)際樣品中異牡荊素的富集純化.3種藥材純化前與純化后對(duì)比如圖7所示.由圖7可知,該整體柱具有較好的除雜效果.計(jì)算結(jié)果表明,經(jīng)在線(xiàn)SPE-HPLC處理后,實(shí)際樣品中異牡荊素在洗脫組分中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.1%,遠(yuǎn)高于其在原藥材雞眼草中的0.07%.
所用富集流動(dòng)相均為乙腈/水(體積比為5∶95),洗脫流動(dòng)相均為乙腈/水(體積比為20∶80).
2.7" 方法學(xué)驗(yàn)證
2.7.1" 線(xiàn)性、LOD和LOQ
通過(guò)注入一系列不同濃度的異牡荊素對(duì)照品溶液評(píng)估所建立方法的線(xiàn)性關(guān)系.結(jié)果表明,在0.2~500 μg/mL的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),異牡荊素峰面積(y)和濃度(x)具有良好的線(xiàn)性關(guān)系.回歸方程為y=0.537 05x-1.320 86,相關(guān)系數(shù)r=0.999 5.LOD (S/N=3)為0.07 μg/mL,LOQ (S/N=10)為0.2 μg/mL.
2.7.2" 精密度和準(zhǔn)確度
在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,1天內(nèi)重復(fù)進(jìn)樣6次,異牡荊素對(duì)照品的峰面積RSD值為0.71%(n=6,進(jìn)樣精密度); 6天進(jìn)樣6次,異牡荊素峰面積的RSD值為2.23%(n=6,日間精密度).
用加標(biāo)回收率來(lái)驗(yàn)證所建立方法的準(zhǔn)確度.在雞眼草等3種植物的提取液中添加原有量的50%、100%和150%的異牡荊素對(duì)照品溶液,得到3個(gè)加標(biāo)樣品溶液.結(jié)果如表1所示,3種藥材中異牡荊素的平均加標(biāo)回收率為95%~105%.
2.8" 重復(fù)性
保持藥材的提取條件不變,平行制備6份葒草樣品.用本實(shí)驗(yàn)建立的方法在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行富集洗脫,測(cè)定異牡荊素的峰面積.異牡荊素峰面積的RSD值為1.4%.
3" 結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)合成了MOF材料MOF-801,并成功對(duì)其進(jìn)行衍生化反應(yīng),使其帶有C=C,將衍生化MOF-801與LMA作為共聚單體制備了MOF-801/聚合物整體柱,將MOF-801/聚合物整體柱作為SPE吸附劑,在線(xiàn)富集純化異牡荊素.MOF-801由于具有高度有序的孔隙結(jié)構(gòu)和大的比表面積,可以高效吸附物質(zhì),而聚合物整體柱具有傳質(zhì)速率快、柱壓低及制備過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn).將兩者結(jié)合制備的MOF-801/聚合物整體柱與異牡荊素之間具有的疏水作用力和氫鍵等有利于異牡荊素的吸附,而且該固相萃取過(guò)程與高效液相色譜儀聯(lián)用,進(jìn)行在線(xiàn)固相萃取,簡(jiǎn)化了操作步驟,減少了人工操作帶來(lái)的誤差.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MOF-801材料的加入對(duì)增加整體柱的比表面積、提高整體柱對(duì)異牡荊素的吸附量等方面產(chǎn)生了積極影響,還降低了整體柱的背壓.本實(shí)驗(yàn)建立的在線(xiàn)SPE-HPLC方法具有準(zhǔn)確度高、檢測(cè)限低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),并且MOF-801/聚合物整體柱可重復(fù)使用.在雞眼草等實(shí)際樣品中的應(yīng)用也可以證明該方法能夠有效去除雜質(zhì),能夠達(dá)到對(duì)目標(biāo)化合物異牡荊素富集純化的效果,節(jié)約成本和時(shí)間.
參" 考" 文" 獻(xiàn):
[1]" TAO M F, LI R, XU T T, et al. Vitexin and isovitexin delayed ageing and enhanced stress-resistance through the activation of the SKN-1/Nrf2 signaling pathway [J]. Int J Food Sci Nutr, 2023, 74(6): 685-694. DOI: 10.1080/09637486.2023.2243055.
[2]" HUANG Y S, LUO W, CHEN S Y, et al. Isovitexin alleviates hepatic fibrosis by regulating miR-21-mediated PI3K/Akt signaling and glutathione metabolic pathway: based on transcriptomics and metabolomics [J]. Phytomedicine, 2023, 121: 155117. DOI: 10.1016/J.PHYMED.2023.155117.
[3]" 玄鴻雁,闞璇,朱振勝.異牡荊素調(diào)節(jié)miR-107/CCND1軸對(duì)胰腺癌細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和侵襲的影響[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué), 2023, 31(15): 2756-2764. DOI: 10.3969/j.issn.1672-4992.2023.15.002.
[4]" 趙富周,丁成智,李曉明.異牡荊素對(duì)非小細(xì)胞性肺癌細(xì)胞自我更新和凋亡的影響[J].中國(guó)臨床藥理學(xué)雜志, 2022, 38(3): 219-223. DOI: 10.13699/j.cnki.1001-6821.2022.03.007.
[5]" LIU M X, LI T, WANG W G, et al. Regulatory effect of isovitexin on MAPK/NF-κB signal in mice with acute ulcerative colitis [J]. J Asian Nat Prod Res, 2023, 25(8):765-782. DOI: 10.1080/10286020.2022.2142121.
[6]" FERDAUSI N, ISLAM S, RIMTI F H, et al. Point-specific interactions of isovitexin with the neighboring amino acid residues of the hACE2 receptor as a targeted therapeutic agent in suppressing the SARS-CoV-2 influx mechanism [J]. J Adv Vet Anim Res, 2022, 9(2): 230-240. DOI: 10.5455/JAVAR.2022.I588.
[7]" 賀麗蘋(píng),余雪婷,周銘林,等.一種從檀香葉中提取高純牡荊素和異牡荊素的方法: 201811420926.0[P]," 2018-11-22.
[8]" 黃瑀莘,韋錦斌,林興,等.天胡荽黃酮苷類(lèi)單體異牡荊素的制備方法及應(yīng)用: 202110476459.9[P], 2021-04-29
[9]" CHE ZAIN M S, LEE S Y, TEO C Y, et al. Adsorption/desorption characteristics and simultaneous enrichment of orientin, isoorientin, vitexin and isovitexin from hydrolyzed oil palm leaf extract using macroporous resins[J]. Processes, 2021, 9(4): 659. DOI: 10.3390/pr9040659.
[10]" ACHUTHA S, JOHNSON E, KUMARI NISHA S, et al. Antimicrobial biodegradable polymeric materials for food packaging applications: current status and future directions[J]. Mater Sci Forum, 2022, 1073: 49-56. DOI: 10.4028/p-a5my86.
[11]" ARZHAKOVA О V, KOPNOV A Y, CHAPLYGIN D K, et al. Flame-retardant nanocomposite polymeric materials based on high-density polyethylene and aluminum hydroxide nanoparticles[J]. Russ J Gen Chem, 2022, 92(10): 1963-1971. DOI: 10.1134/S1070363222100103.
[12]" ZHANG M Q. Self-healing polymeric materials: on a winding road to success[J]. Chin J Polym Sci, 2022, 40(11): 1315-1316. DOI: 10.1007/s10118-022-2870-6.
[13]" ZHANG M M, LIU H Y, HAN Y M, et al. On-line enrichment and determination of aristolochic acid in medicinal plants using a MOF-based composite monolith as adsorbent[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2020, 1159: 122343. DOI: 10.1016/j.jchromb.2020.122343.
[14]" TANG T F, LI X H, ZHU J Q, et al. Solid-phase microextraction with MIL-53(Al)-polymer monolithic column coupled to pressurized capillary electrochromatography for determination of chlorogenic acid and ferulic acid in sugarcane samples[J]. Anal Sci, 2023, 39(6): 925-933. DOI: 10.1007/s44211-023-00297-6.
[15]" XUAN K, PU Y F, LI F, et al. Metal-organic frameworks MOF-808-X as highly efficient catalysts for direct synthesis of dimethyl carbonate from CO2 and methanol[J]. Chin J Catal, 2019, 40(4): 553-566. DOI: 10.1016/s1872-2067(19)63291-2.
[16]" LI X T, ZHANG F, ZHANG M J, et al.Comparative study on the flame retardancy and retarding mechanism of rare earth (La, Ce, and Y)-based organic frameworks on epoxy resin[J]. ACS Omega, 2021, 6(51): 35548-35558. DOI:10.1021/ACSOMEGA.1C05088.
[17]" LV Y Q, YU H T, XU P C, et al. Metal organic framework of MOF-5 with hierarchical nanopores as micro-gravimetric sensing material for aniline detection[J]. Sens Actuat B Chem, 2018, 256: 639-647. DOI: 10.1016/j.snb.2017.09.195.
[18]" CHEN P, HE X H, PANG M B, et al. Iodine capture using Zr-based metal-organic frameworks (Zr-MOFs): adsorption performance and mechanism [J]. ACS Applied Materials Interfaces, 2020, 12(18): 20429-20439. DOI: 10.1021/acsami.0c02129.
[19]" AN G H, ZHENG H M, GUO L S, et al. A metal-organic framework (MOF) built on surface-modified Cu nanoparticles eliminates tumors via multiple cascading synergistic therapeutic effects[J]. J Colloid Interface Sci, 2024, 662: 298-312. DOI: 10.1016/j.jcis.2024.02.055.
[20]" ZHANG W J, WEI K, FAN L F, et al. Modification of carnation-like CuInS2 with Cu-MOF nanoparticles for efficient photocatalytic hydrogen production[J]. Int J Hydrog Energy, 2024, 59: 551-560. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.01.342.
[21]" MIRZAEI S, LOTFIKATOOLI L, AHMADPOUR A, et al. Enhancing energy carrier gas storage: novel MOF-decorated carbons with high affinity toward methane and hydrogen[J]. Chem Eng Res Des, 2024, 203: 419-430. DOI: 10.1016/j.cherd.2024.01.049.
[22]" YANG Y G, ZHOU Z X, WANG T, et al. MOF-on-MOF heterostructure boosting AIE sensing and triggered structural collapse for histamine detection[J]. Talanta, 2024, 270: 125632. DOI: 10.1016/j.talanta.2024.125632.
[23]" RIMI, KUMAR P, UTTAM B, et al. Highly efficient cauliflower-like palladium-loaded porous MOF as a robust material for the degradation of organic dyes[J]. ACS Omega, 2023, 8(42): 38895-38904. DOI: 10.1021/acsomega.3c03014.
[24]" KEYPOUR H, KOUHDAREH J, RABIEI K, et al. Pd nanoparticles decorated on a porous Co(BDC-NH2) MOF as an effective heterogeneous catalyst for dye reduction[J]. Nanoscale Adv, 2023, 5(20): 5570-5579. DOI: 10.1039/D3NA00379E.
[25]" GUHATHAKURTA S, ERDOGDU N U, HOFFMANN J J, et al. COX17 acetylation via MOF-KANSL complex promotes mitochondrial integrity and function[J]. Nat Metab, 2023, 5(11): 1931-1952. DOI: 10.1038/s42255-023-00904-w.
[26]" XUE R J, ZHUGE Y N, LIU G L, et al. Flexible fabrication of a novel SiO2/AF/ZIF-L composite embedded with MOF structure and its thermal insulation properties[J]. Ceram Int, 2023, 49(22): 36619-36627. DOI: 10.1016/j.ceramint.2023.08.345.
[27]" GRIFFITHS K, GREENFIELD J L, HALCOVITCH N R, et al. Systematic investigation into the photoswitching and thermal properties of arylazopyrazole-based MOF host-guest complexes[J]. Cryst Growth Des, 2023, 23(10): 7044-7052. DOI: 10.1021/acs.cgd.2c01384.
[28]" YUAN N, TAN K Q, LI Q Y, et al. In situ synthesis of MIL-53-type eco-MOF from high-alumina fly ash for efficiently removing fluoride from water[J]. Prog Nat Sci Mater Int, 2023, 33(5): 681-690. DOI: 10.1016/j.pnsc.2023.12.005.
[29]" 趙娟霞.ZrO2及Zr基MOFs材料CO2吸附性能研究[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古大學(xué), 2021.
[30]" 劉浩.MOF-801的合成設(shè)計(jì)及氣體分離性能研究[D].寧波:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所), 2022.
(責(zé)任編輯:梁俊紅)