分子印跡聚合物在黃酮類化合物分離中的應(yīng)用進(jìn)展

朱俊訪， 李 博

（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510520）

分子印跡聚合物在黃酮類化合物分離中的應(yīng)用進(jìn)展

朱俊訪， 李 博

（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510520）

以天然產(chǎn)物活性成分為模板制備的分子印跡聚合物 （MIPs）具有強(qiáng)特異性和高選擇性，在天然產(chǎn)物研究中有良好的應(yīng)用前景。本文綜述了MIPs在黃酮類化合物分離分析中的應(yīng)用。

分子印跡聚合物；黃酮；分離；綜述

分子印跡技術(shù)具有分子識(shí)別性強(qiáng)、固定相制備簡便快捷、操作簡單、性質(zhì)穩(wěn)定、溶劑消耗量小以及模版分子和分子印跡聚合物 （MIPs）可回收利用等優(yōu)點(diǎn)［1］。以中藥活性物質(zhì)為模板制備的MIPs有著其他材料所不具備的強(qiáng)特異性和高選擇性，因此在中藥活性成分的分離分析中具有良好的應(yīng)用前景［2-4］。

黃酮類化合物在自然界分布廣泛，大多存在于高等植物中，是一類非常重要的多酚類天然產(chǎn)物。它種類繁多，并具有多種生理活性，如治療心腦血管疾病、保肝、抗氧化、抗菌、抗炎等，這使得國內(nèi)外學(xué)者對其進(jìn)行更加廣泛和深入的研究［5］。近年來，有許多文獻(xiàn)［6-7］報(bào)道利用分子印跡技術(shù)對黃酮類化合物進(jìn)行分離。黃酮類化合物結(jié)構(gòu)見圖1。

1 槲皮素

Tian等［8］以槲皮素為模板，丙烯酰胺 （AM）為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯 （EGDMA）為交聯(lián)劑，四氫呋喃為致孔劑制備MIPs，對日本扁柏中黃酮粗提物進(jìn)行純化。它對提取物中黃酮類成分具有良好的選擇性與吸附能力，槲皮素、楊梅酮和穗花杉雙黃酮的平均回收率分別可達(dá)78%、88%和72%。

圖1 黃酮類化合物結(jié)構(gòu)

Yu等［9］以槲皮素為模板，乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸為功能單體，甲叉雙丙烯酰胺 （NMBA）為交聯(lián)劑，抗壞血酸和過氧化氫氧化還原系統(tǒng)為引發(fā)劑，乙醇-水為致孔劑，通過加熱本體聚合制備MIPs。它對槲皮素和金雀異黃素混合物中的前者有特異性的識(shí)別能力，分離度為6.58。

單娟娟等［10］以槲皮素-銅 （Ⅱ）配合物為模板，甲基丙烯酸 （MAA）為功能單體，在強(qiáng)極性溶劑—甲醇中制備MIPs。它在銅離子的存在下對槲皮素表現(xiàn)出良好的結(jié)合性能，對槲皮素-銅 （Ⅱ）配合物的最大結(jié)合量達(dá)到61.09 μmo1/g。

Kryvshenko等［11］以乙酸鎳為離子介質(zhì)，MAA為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑，四氫呋喃-甲醇（3∶1，v/v）為溶劑，徑跡蝕刻膜 （0.45μm）為載體，通過光引發(fā)劑 （Darocur1173）引發(fā)聚合反應(yīng)制備槲皮素分子印跡膜。它具有更好的滲透性與選擇性，對槲皮素/蘆丁和槲皮素/柚皮素的分離度分別為4.5和4.9。

Pakade等［12］以槲皮素為模板，4-乙烯基吡啶為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑，在不同的溶劑中制備對槲皮素具有高識(shí)別能力的MIPs。在應(yīng)用MIPs從洋蔥中提取槲皮素時(shí)發(fā)現(xiàn)，無論是在25℃或84℃下，它的結(jié)合能力均比空白印跡聚合物 （NIP）高，而且高溫時(shí)效果更顯著，在25℃和84℃下的最大結(jié)合量分別為30μmo1/g和120μmo1/g。

Chen等［13］以槲皮素為模板，AM、丙烯酸 （AA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）為功能單體，NMBA為交聯(lián)劑，維生素C和H2O2為激發(fā)劑，甲醇-乙醇混合溶液為溶劑制備MIPs。經(jīng)實(shí)驗(yàn)考察，確定槲皮素、AA、MMA、NMBA、H2O2與丙烯酰胺的最佳摩爾比分別為0.067、73、38、26.8、0.054；H2O2與維生素C的最佳摩爾比為16；最佳溫度為45℃；最佳時(shí)間為24 h。它對槲皮素和異鼠李素混合物的分離度可達(dá)4.00。

Castro López等［14］應(yīng)用熱聚合法制備槲皮素MIPs以富集及純化兒茶素。以4-乙烯基吡啶為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑，丙酮-乙腈混合溶液為致孔劑，分別用槲皮素、兒茶素、表兒茶素以及分子量相近的生育酚考察該MIPs的選擇性。結(jié)果顯示，它在固相萃取中對槲皮素及其結(jié)構(gòu)類似物有良好的結(jié)合能力，其中對白茶中兒茶素的回收率可達(dá)90%。

Huangfu等［15］以槲皮素和 Co（Ⅱ）絡(luò)合物為模板，AM為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑制備MIPs，在甲醇-四氫呋喃混合溶液中分別通過光和熱引發(fā)聚合反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種方法制備的MIPs具有不同的分子結(jié)構(gòu)。通過紫外吸收光譜法，確定槲皮素和 Co（Ⅱ）的最佳摩爾比為1∶2。等溫吸附和選擇性實(shí)驗(yàn)表明，該MIPs對于絡(luò)合了鈷離子的槲皮素具有高親和力和特異性識(shí)別能力。

Bi等［16］以槲皮素為模板，1-乙烯基-3-丁基咪唑乳酸為功能單體，EDGMA為交聯(lián)劑制備陰離子官能化MIPs，用于黃酮類化合物的多相分散萃取。當(dāng)應(yīng)用它從日本扁柏中分離槲皮素、楊梅素和穗花杉雙黃酮時(shí)，平均回收率分別為88.07%、93.59%和95.13%。

Pakade等［17］以槲皮素為模板，4-乙烯基吡啶為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑制備MIPs，從辣木的甲醇提取物中分離黃酮苷元 （槲皮素、山柰酚），并以其制備固相萃取柱。結(jié)果顯示，它對楊梅素、槲皮素和山奈酚的吸附能力分別為2.0、3.4和2.7μmo1/g，而且在辣木葉子和花朵的甲醇提取物中，槲皮素和山奈酚的回收率分別為77%～85%和75%～86%。

Hong等［18］將槲皮素MIPs用于固相萃取，分離金錢草中的槲皮素。該方法與藥典報(bào)道的提取率相近，但與藥典法相比，它又具有速度快、操作簡便、能同時(shí)進(jìn)行提取和純化等優(yōu)點(diǎn)。

Verma等［19］以槲皮素為模板，AM為功能單體，EDGMA為交聯(lián)劑，偶氮二異丁基腈 （AIBN）為引發(fā)劑，甲醇和乙酸乙酯為致孔劑制備MIPs。

2 蘆丁

Peng等［20］使用本體聚合法，以蘆丁為模板，AM為功能單體，EDGMA為交聯(lián)劑，AIBN為引發(fā)劑，四氫呋喃為致孔劑制備蘆丁MIPs，并考察它對蘆丁、槲皮素和金雀異黃素的吸附能力。結(jié)果表明，當(dāng)應(yīng)用該MIPs從藜蒿、青蒿、杜仲、三白草中分離蘆丁時(shí)，回收率分別為91.3%、89.0%、85.8、89.1%。

Fu等［21］以蘆丁為模板，AA和 AM為功能單體，NMBA為交聯(lián)劑，H2O2/Vc為引發(fā)劑制備蘆丁MIPs。經(jīng)實(shí)驗(yàn)考察，蘆丁、AA、NMBA、H2O2與丙烯酰胺的最佳摩爾比分別為0.033、128、35、0.074；H2O2與Vc的最佳摩爾比為10.3；最佳聚合時(shí)間為30 h；最佳溫度為45℃。此條件下所得的MIPs對蘆丁具有高親和力和立體選擇性，分離度可達(dá)5.0。

Zeng等［22］使用磁性分子印跡技術(shù)分離中藥中的蘆丁，以經(jīng)過正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑官能化的Fe3O4為磁性中心，蘆丁為模板分子，AM為功能單體制備MIPs，用于分離三白草和槐花中的蘆丁，平均回收率分別為84.33%和85.20%。另外，他們還用丙烯酰胺/2-乙烯基吡啶 （3∶1）雙功能單體和乙二醇二甲基丙烯酸酯/二乙烯基苯 （3∶1）雙交聯(lián)劑制備MIPs［23］，模板、功能單體、交聯(lián)劑之間的最佳比例為1∶6∶20，同樣用于分離以上兩種植物中的蘆丁，平均回收率分別為85.93%和88.61%。

楊云裳等［24］以蘆丁為模板分子，AM為功能單體，EDGMA為交聯(lián)劑，AIBN為引發(fā)劑，在甲醇-水混合溶液中制備蘆丁MIPs。結(jié)果顯示，它對蘆丁吸附速度快，達(dá)到吸附平衡的時(shí)間為30min，最大飽和吸附量為73.50mg/g。

3 葛根素

Chen等［25］以葛根素為分子印跡模板，比較兩種常見的功能單體AM和MAA。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AM作為功能單體效果較好。另外，他們還通過平衡結(jié)合實(shí)驗(yàn)和競爭吸附實(shí)驗(yàn)研究MIPs的結(jié)合能力和選擇性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)利用它從葛根樣品提取液中富集葛根素時(shí)，回收率可達(dá)86%，純度可達(dá)96%。

趙家偉等［26］通過分子模擬輔助設(shè)計(jì)，以染料木素為模板，4-乙烯吡啶、AM和MAA為候選功能單體，二甲基甲酰胺和十二醇的混合溶劑為致孔劑，制備對葛根異黃酮具有特異性識(shí)別能力的分子印跡整體柱。密度泛函 （DFT）計(jì)算結(jié)果表明，4-乙烯吡啶與染料木素之間的相互作用最強(qiáng)，最佳比例為2∶1。

4 木犀草素

Zhang等［27］以木犀草素為模板，氨丙基三乙氧基硅烷為功能單體，正硅酸乙酯為交聯(lián)劑，利用二甲基乙酰胺和聚砜制備MIPs。它對木犀草素有特異的吸附能力，并且其結(jié)合能力比蘆丁強(qiáng)。

肖淑娟等［28］以木犀草素為分子模板，AM為功能單體、EGDMA為交聯(lián)劑制備木犀草素MIPs，用于花生殼中木犀草素的固相萃取。結(jié)果所得該成分的純度比硅膠柱分離法高20%，達(dá)到96.2%。

5 山柰酚

He等［29］以硅烷化二氧化硅為載體，2-乙烯基吡啶為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑，通過表面聚合制備山柰酚MIPs。在山柰酚、楊梅黃素和綠原酸的選擇性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，它對山柰酚表現(xiàn)出較強(qiáng)的識(shí)別能力和親和力。

賀敏強(qiáng)等［30］采用分子印跡技術(shù)，以山柰酚為模板分子，2-乙烯吡啶為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑制備山柰酚MIPs。與對照物楊梅黃素和綠原酸相比，它對山柰酚具有高選擇性和分子識(shí)別能力。

6 柚皮苷

Ma等［31］以柚皮苷為模板，β-環(huán)糊精為功能單體，六亞甲基二異氰酸酯和環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，分別采用溶液聚合法和乳液聚合法制備四種MIPs，并考察它們在水溶液中識(shí)別和分離柚皮苷的能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些MIPs都表現(xiàn)出對柚皮苷的高選擇性，其中以六亞甲基二異氰酸酯為交聯(lián)劑，使用乳液聚合得到的MIPs效果最好，印跡因子為1.53。

Ma等［32］以柚皮苷為模板，殼聚糖為功能分子，硫酸為交聯(lián)劑，PEG20000為致孔劑，使用相反轉(zhuǎn)技術(shù)制備MIPs，在水溶液中用于新橙皮苷和柚皮苷混合物中后者的分離。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在8小時(shí)內(nèi)它的滲透比最高，為11.16%。

Yang等［33］以4-乙烯基苯硼酸為功能單體，EGDMA為交聯(lián)劑，采用共價(jià)印跡制備柚皮苷MIPs。實(shí)驗(yàn)表明，它對柚皮苷的吸附在3小時(shí)內(nèi)達(dá)到平衡，最大平衡吸附量為64.80μmo1/g。同時(shí)，將該MIPs用于固相萃取橘紅提取物，并富集柚皮苷，發(fā)現(xiàn)其純度為72%。

7 前景與展望

分子印跡技術(shù)具有專一的分子識(shí)別能力，與傳統(tǒng)分離方法相比，該技術(shù)簡單可靠，在中藥有效成分分離中具有很好的應(yīng)用前景。但它仍然存在著一些問題，如模板分子的獲取與用量、聚合物的吸附容量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子化合物分離等，需要研究人員作進(jìn)一步的研究。

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1001-1528（2015）08-1799-04

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.08.036

2014-09-12

朱俊訪（1981—），男，碩士，從事天然產(chǎn)物有效成分的分離分析。Te1：13560169686，E-mai1：junfang-zhu@163.com