全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 1期 2016年 1月
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左旋延胡索乙素印迹聚合物的制备及固相萃取应用
朱俊访,李 博*
广东食品药品职业学院,广东 广州 510520
摘 要:目的 利用分子印迹技术制备左旋延胡索乙素(L-THP)分子印迹聚合物(MIPs),并进行固相萃取应用研究。
方法 以 L-THP为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,制备左旋延
胡索乙素分子印迹聚合物(L-THP-MIPs),并进行固相萃取实验优化萃取条件,考察 L-THP-MIPs吸附的选择性和专一性。
结果 L-THP-MIPs 能特异性地吸附 L-THP,而对 L-THP 的结构类似物延胡索甲素未表现出明显的吸附行为。结论
L-THP-MIPs对 L-THP具有良好的选择性和专一性。
关键词:分子印迹技术;分子印迹聚合物;左旋延胡索乙素;固相萃取;甲基丙烯酸;乙二醇二甲基丙烯酸酯;延胡索甲素
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)01 - 0072 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.01.011
Preparation of molecular imprinted polymers for solid-phase extraction of
L-tetrahydropalmatine
ZHU Jun-fang, LI Bo
Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangzhou 510520, China
Abstract: Objective To prepare the molecularly imprinted polymer (MIPs) of L-tetrahydropalmatine (L-THP) by the molecular
imprinting technique and study on solid-phase extraction. Methods Using L-THP as template, methyl acrylic acid (MAA) as
functional monmer, and ehtylene glycol dimethacrylate (EDMA) as a cross-linking agent to prepare the L-THP-MIPs. A test was
conducted to investigate the selectivity and the specificity of solid-phase extraction. Results The experiment showed that the MIPs
had the specific adsorption to L-THP, but did not have the specific adsorption to corydaline the structural analogue with L-THP.
Conclusion The L-THP-MIPs have a good selectivity and the specificity of L-THP.
Key words: molecular imprinting technique; molecularly imprinted polymer; L-tetrahydropalmatine; solid-phase extraction; methyl
acrylic acid; ehtylene glycol dimethacrylate; corydaline
延胡索为罂栗科紫堇属植物延胡索 Corydalis
yanhusuo W. T. Wang的干燥块茎,具有活血、利气、
止痛之功效,临床主要用于各种疼痛、心血管疾病
及痛经等。延胡索具有镇痛作用,其止痛效价约为
阿片的 1/100。延胡索总碱及延胡索甲素、乙素、
丑素、癸素均有镇痛作用,以延胡索乙素、丑素为
最强,延胡索甲素次之。大量的动物实验证明较大
剂量左旋延胡索乙素(L-THP)具有明显的催眠作
用,可抑制条件反射,减少自发及被动反射,但不
能消除翻正反射,显示无麻醉作用。延胡索具有良
好的临床应用价值,其中的 L-THP等叔胺类生物碱
是其作用的主要物质基础[1]。分子印迹技术具有分
子识别性强、固定相制备简便快捷、操作简单、性
质稳定、溶剂消耗量小以及模版分子和分子印迹聚
合物(MIPs)可回收利用等优点[2]。以中药活性物
质为模板制备的MIPs,正是具有其他分离材料所不
具备的强特异性和高选择性,因此在中药活性成分
的分离、分析中具有很好的应用前景[3]。本实验采
用分子印迹技术分离 L-THP,以期获得一种用于富
集 L-THP的可行有效的方法。
1 仪器与材料
LC-2010A岛津高效液相色谱仪、AUY120电子
收稿日期:2015-07-29
基金项目:广东省医学科学技术研究基金项目(A2015470);广东食品药品职业学院自然科学研究项目(2014YZ010)
作者简介:朱俊访(1981—),男,硕士,研究方向为天然产物有效成分分离与分析。Tel: 13560169686 E-mail: junfang-zhu@163.com
*通信作者 李 博,女,硕士。E-mail: libo8207@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 1期 2016年 1月
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天平,日本岛津仪器公司;UV2600 紫外分光光度
计,尤尼科仪器有限公司;HH-4 恒温水浴锅,常
州澳华仪器有限公司; L-THP 对照品(质量分数
98%,批号 14020702),L-THP 原料药(质量分数
98%,批号 20141226),西安沃森生物科技有限公
司;延胡索甲素(批号 20150316,质量分数 98%)
南京森贝伽生物科技有限公司;延胡索提取物(广
州市康之恒中药饮片有限公司);甲基丙烯酸
(MAA)、偶氮二异丁氰(AIBN),科密欧化学试剂
有限公司;乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA),乔科
化学有限公司。乙腈为色谱纯,其余试剂为分析纯。
2 方法
2.1 左旋延胡索乙素分子印迹聚合物(L-THP-
MIPs)和空白分子印迹聚合物(NIPs)的制备[4]
准确称取 L-THP 360.4 mg(1 mmol),置于
Schlenk管中,加入一定量氯仿超声振荡 5 min,使
其溶解,加入一定量的 MAA,静置过夜,再加入
一定量的 EDMA和 50 mg AIBN,超声振荡 10 min,
通氮气脱氧 15 min,抽真空,密封后放入 60 ℃水
浴锅中保温 24 h,得到聚合物。将聚合物研磨,过
200目筛后放入索氏提取器中,用甲醇-冰醋酸(9∶
1)提取,直至提取液在 280 nm下无模板分子吸收,
再用甲醇洗去残留的冰醋酸,晾干后真空干燥 24 h
后备用。
NIPs 的合成除了不加模板分子 L-THP 外,其
余步骤同MIPs的制备。
为了筛选 L-THP-MIPs 制备的最佳工艺,将
EDMA的用量分别设为 2、4、6、8、10 mmol,MAA
用量为 2 mmol,制备得到 1~5号 L-THP-MIPs。确
定MAA与 EDMA的比例后,加大投药量,制备得
到 6~9 号 L-THP-MIPs,根据所得 MIPs 性状和平
衡吸附量(Q)判断最佳工艺。
Q=(C0-Ce)/1 000 W
Q为平衡吸附量(μmol/g),C0为溶液中 L-THP的起始浓度
(μmol/L),Ce为平衡时溶液中 L-THP的浓度(μmol/L),W
为印迹聚合物的质量(g)
2.2 静态吸附性能实验
精密称取 40 mg的 L-THP-MIPs 10份,放入 25
mL 具塞锥形瓶中,分别加入用甲醇配制的浓度分
别为 0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、
0.09、0.10 mmol/L 的 L-THP 对照品溶液,室温振
荡 24 h,取溶液进行离心、滤过,滤液于 280 nm
处测定吸光度。
NIPs的静态吸附实验的处理和操作同上[5-6]。
2.3 固相萃取实验[7-10]
取 2支空柱(100 mm×10 mm)分别加入 0.5 g
干燥的 L-THP-MIPs和 NIPs,用 10 mL甲醇冲洗平
衡。分别吸取浓度为 0.10 mmol/L的 L-THP对照品
溶液 2 mL加至平衡后的 L-THP-MIPs柱和NIPs柱。
为了优化淋洗条件,分别选用甲醇、氯仿、丙酮、
丙酮-水和丙酮-氯仿进行淋洗,收集洗脱液,再用
甲醇-冰醋酸(9∶1)洗脱,收集洗脱液。洗脱液分
别浓缩至干,再用甲醇溶解,进行 HPLC分析。
为了考察 L-THP-MIPs 的吸附选择性,另取 2
支空柱,分别装入 L-THP-MIPs和 NIPs,分别上样
L-THP的结构类似物延胡索甲素,用优化的条件进
行冲洗,同样进行 HPLC分析,实验重复 3次。
2.4 HPLC测定 L-THP条件与线性关系考察
Agilent C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流
动相为乙腈-1%磷酸水溶液(用三乙胺调 pH 6.0,
80∶20),进样量为 20 μL,体积流量为 1.0 mL/min,
检测波长为 280 nm。
线性关系考察:精密称取 18.2 mg L-THP对照
品,用甲醇定容至 100 mL,得浓度为 0.5 mmol/L
的对照品溶液,用甲醇稀释至浓度为 0.01~0.10
mmol/L的 L-THP系列对照品溶液,进行 HPLC分
析,得峰面积(A)与浓度(C)的线性关系为 A=
143 531 C-5 103.9,r2=0.999 7。
2.5 应用 L-THP-MIPs固相萃取柱提取 L-THP验
证实验
称取延胡索提取物粉末(50目)20 g,置于 500
mL圆底烧瓶,加入甲醇 300 mL,加热回流 60 min,
抽滤浓缩,甲醇定容至 100 mL,得样品溶液。取样
品溶液 2 mL稀释至 250 mL,得供试品溶液。取供
试品溶液适量,按“2.4”项方法测定供试品溶液中
L-THP的量。
称取 0.5 g L-THP-MIPs装柱,用 10 mL甲醇冲
洗平衡,精密吸取 2 mL供试品溶液,经过 10 mL
丙酮淋洗、10 mL甲醇-冰醋酸(9∶1)洗脱后,进
行 HPLC分析,每个实验重复 3次。
3 结果与讨论
3.1 L-THP-MIPs制备
工艺筛选结果见表 1。改变制备工艺中交联剂
EDMA的量分别得到 1~5号MIPs,根据所得MIPs
性状和 Q判断,4号工艺较佳,因此可确定功能单
体 MAA 和交联剂 EDMA 的比例为 1∶4。固定工
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表 1 L-THP-MIPs的制备条件
Table 1 Preparation conditions of L-THP-MIPs
序号 L-THP/mmol 氯仿/mL MAA/mmol EDMA/mmol 性状 Q/(μmol·g−1)
1 1 5 2 2 黄色液体 无
2 1 5 2 4 黄色半液体半固体 无
3 1 5 2 6 黄色固体少量黄色液体 无
4 1 5 2 8 黄色固体 1.27
5 1 5 2 10 浅黄色固体 0.85
6 1 10 3 12 黄色固体少量黄色液体 1.78
7 1 10 4 16 黄色固体 1.53
8 1 10 5 20 黄色固体 1.91
9 1 10 6 24 浅黄色固体 1.80
艺中 MAA 和 EDMA 所用量的比例为 1∶4,加大
投料量,得 6~9号MIPs,由MIPs性状和 Q值可
判断较佳工艺为 8号,即印迹分子 L-THP的量为 1
mmol,溶剂氯仿的量为 10 mL,功能单体MAA的
量为 5 mmol,交联剂 EDMA的量为 20 mmol。
3.2 L-THP-MIPs和 NIPs的平衡吸附性能
通过静态吸附实验研究 L-THP在 L-THP-MIPs
和 NIPs上的吸附行为,等温吸附曲线见图 1。由图
1 可见在所研究的浓度范围内,L-THP-MIPs 对
L-THP具有一定的吸附能力,吸附量随着溶液浓度
的升高逐渐增大,最大吸附量可达 2.25 μmol/g。而
NIPs对 L-THP的吸附相对较小,说明 L-THP-MIPs
存在印迹效果。
图 1 L-THP-MIPs和 NIPs的等温吸附曲线
Fig. 1 Isothermal adsorption curve of L-THP-MIPs and NIPs
3.3 固相萃取条件的优化
已上样的 L-THP-MIPs柱和 NIP柱分别使用甲
醇、氯仿、丙酮、丙酮-水(4∶1)和丙酮-氯仿(4∶
1)等不同极性溶剂洗脱,流出液进行 HPLC分析,
每个实验重复 3次,计算平均回收率,见表 2。
表 2 不同溶剂洗脱后 L-THP的平均回收率 (n = 3)
Table 2 Average recovery rates of L-THP eluted by
different solvents (n = 3)
溶剂
平均回收率/%
L-THP-MIPs NIPs
甲醇 57.4 92.7
氯仿 71.6 83.4
丙酮 28.8 95.4
丙酮-水(4∶1) 70.3 95.2
丙酮-氯仿(4∶1) 41.8 95.0
根据印迹原理,L-THP-MIPs应对 L-THP有特
异性吸附能力,而 NIPs 是非特异性吸附,因此可
通过回收率实验比较L-THP-MIPs与NIPs之间的差
异,筛选合适的洗脱剂。甲醇、氯仿和丙酮-水(4∶
1)对 L-THP-MIPs柱的清洗效果不好,L-THP-MIPs
柱和 NIPs 柱之间差异不大,说明这 3 种溶剂对
L-THP的洗脱能力较强。丙酮和丙酮-氯仿(4∶1)
洗脱的L-THP-MIPs柱和NIPs柱的回收率差值可达
66.6%和 53.2%,表明这 2 种溶剂可用于 L-THP-
MIPs柱的清洗,最终确定丙酮为洗脱剂。
3.4 选择性评价
L-THP(0.10 mmol/L)与其结构类似物延胡索
甲素(0.10 mmol/L,结构见图 2)分别进行 L-THP-
MIPs 柱和 NIPs 柱的固相萃取,上样 2 mL,经过
10 mL丙酮洗脱、10 mL甲醇-冰醋酸(9∶1)洗脱
后,进行 HPLC分析,每个实验重复 3次,计算平
均回收率,见表 3。
由表 3可知,L-THP用 L-THP-MIPs吸附后用
丙酮洗脱时只有一部分被洗脱下来,大部分被洗脱
剂甲醇-冰醋酸洗脱下来,这是由于 L-THP 能被 L-
L-THP-MIPs
NIPs
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
Q
/(μ
mo
l∙g
−1
)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
C/(mmol·L−1)
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N
H3CO
H3CO
OCH3
OCH3
H
N
H3CO
H3CO
OCH3
OCH3
CH3
H
图 2 L-THP与延胡索甲素的结构
Fig. 2 Structures of L-THP and corydaline
表 3 L-THP和延胡索甲素分别在 L-THP-MIPs柱和 NIPs
柱上的洗脱平均回收率 (n = 3)
Table 3 Average recovery rates of L-THP and corydaline
in L-THP-MIPs column and NIPs column (n = 3)
洗脱方式
平均回收率/%
L-THP 延胡索甲素
L-THP-MIPs柱丙酮洗脱 29.2 92.8
L-THP-MIPs柱甲醇-冰醋酸
(9∶1)洗脱
70.1 7.1
NIPs柱丙酮洗脱 95.1 93.7
NIPs柱甲醇-冰醋酸
(9∶1)洗脱
4.8 6.2
THP-MIPs选择性吸附,甲醇-冰醋酸比丙酮洗脱能
力强,可以破坏 L-THP与 L-THP-MIPs非共价键作
用。L-THP与 NIPs只有非特异性吸附,因此在 NIPs
柱上绝大部分 L-THP在丙酮洗脱时被洗脱下来。延
胡索甲素在L-THP-MIPs柱和NIPs柱的吸附行为与
L-THP 在 NIPs 柱的吸附行为一致,由此可知其吸
附行为也是非特异性吸附,说明 L-THP-MIPs 对
L-THP的结构类似物延胡索甲素没有吸附选择性,
即 L-THP-MIPs对模板分子 L-THP具有高度的选择
性和专一性。L-THP经过 L-THP-MIPs固相萃取洗
脱剂清洗后,平均回收率为 70.1%,RSD为 2.8%,
最大吸附量可达 49.9 μg/g。
3.5 L-THP富集实验
将延胡索提取物供试品溶液过 L-THP-MIPs
柱,比较上样前和洗脱后样液中 L-THP的量,得平
均回收率为68.7%,RSD为3.6%。结果显示以L-THP
为模板分子的 L-THP-MIPs 可有效地从延胡索提取
物中分离出 L-THP。
4 讨论
MIPs的制备工艺与溶剂、功能单体和交联剂的
用量密切相关,本实验通过筛选确定 L-THP-MIPs
的较佳制备工艺为 L-THP的量为 1 mmol,溶剂氯
仿的量为 10 mL,功能单体MAA的量为 5 mmol,
交联剂EDMA的量为 20 mmol。对所得L-THP-MIPs
进行平衡吸附实验,结果表明 L-THP-MIPs 对模板
分子 L-THP 有一定的印迹能力。通过固相萃取研
究,由 L-THP-MIPs 制作的萃取柱能较好地分离
L-THP和结构类似物延胡索甲素,并且对延胡索提
取液中 L-THP表现出了良好的富集能力。本实验采
用分子印迹技术制备了 L-THP-MIPs,表现出良好
的吸附特性与选择性,为 L-THP的富集与纯化提供
了新的方法与思路。
参考文献
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L-THP 延胡索甲素