全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 24期 2015年 12月

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芦丁-Cu2+配位印迹聚合物的制备与吸附作用研究
成洪达 1，邢占芬 2，张平平 2
1. 齐鲁医药学院 山东省生物医学工程技术重点实验室，山东 淄博 255213
2. 齐鲁医药学院药学院，山东 淄博 255213
摘 要：目的 制备芦丁-Cu2+配合物印迹聚合物，验证其吸附性能。方法 功能单体为 α-甲基丙烯酸，在极性环境中制备
芦丁-Cu2+配位分子印迹聚合物；采用紫外光谱和红外光谱研究聚合物结构及制备机制；以平衡吸附试验及对芦丁类似物的
吸附试验研究聚合物的特异性吸附能力。结果 制备的聚合物与芦丁-Cu2+配位分子通过配位键及分子间作用力结合，具有
明显的特异性吸附作用。结论 制备的芦丁-Cu2+配位分子印迹聚合物对芦丁-Cu2+配位分子具有特异性识别作用，可用于中
药有效成分芦丁的分离和富集。
关键词：芦丁；Cu2+配合物；分子印迹聚合物；α-甲基丙烯酸；紫外光谱；红外光谱；吸附；分离；富集
中图分类号：R283.6 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)24 - 3666 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.24.009
Preparation of rutin-Cu2+ complex imprinted polymer and its adsorption
character
CHENG Hong-da1, XING Zhan-fen2, ZHANG Ping-ping2
1. Key Laboratory of Biomedical Engineering and Technology in Universities of Shandong, Qilu Medical University, Zibo 255213,
China
2. Department of Pharmacy, Qilu Medical University, Zibo 255213, China
Abstract: Objective To prepare rutin-Cu2+ complex imprinted polymer and study its adsorption ability. Methods The polymer was
prepared in mixed poler solvent, using α-methacrylic acid as functional monomer. The structure and preparation mechanism were
studied by UV-vis spectroscopy and IR spectroscopy. Results The polymer and rutin-Cu2+ complex were combined by coordinate
bond and intermolecular force, the polymer had remarkably specific adsorption to complex of rutin-Cu2+. Conclusion Rutin-Cu2+
complex molecularly imprinted polymer has great adsorption and specific identification to rutin-Cu2+, and can be used in extraction and
separation of Chinese medicine effective constituent rutin.
Key words: rutin; Cu2+ complex; molecular imprinted polymer; α-methacrylic acid; UV-vis spectroscopy; IR spectroscopy;
adsorption; separation; enrichment

芦丁是一种重要的黄酮类化合物，具有消炎、
镇痛、抗病毒、抗肿瘤等各种生物活性[1-2]，主要用
于治疗脑出血、出血性肾炎、高血压、慢性支气管
炎等症。芦丁广泛存在于芸香科和石楠科植物中，
植物资源丰富，提取方法主要有碱提取酸沉淀法、
热水提大孔吸附树脂法等[3-5]，由于药用植物中黄酮
类物质繁多，结构相似，芦丁的分离提取不理想。
分子印迹技术具有锁钥特点和选择性识别功
能，近年来在中药有效成分提取中应用越来越多[6-9]。
目前分子印迹聚合物（molecular imprinted polymer，
MIP）的识别位点大多通过静电引力、氢键、范德
华力等非共价作用，MIP需在非水的弱极性有机溶
剂中制备，分子印迹技术存在印迹聚合物稳定性差、
耗费有机溶剂多及毒性大等不足[10]。金属配位键强
度高于氢键及范德华力，具有方向性，可制备出结
构更稳定，选择性更好的MIP[11]。同时，金属配位
键在极性溶剂中可保持稳定，可有效克服印迹聚合
物只能在弱极性溶剂中制备的不足，减少有机溶剂

收稿日期：2015-06-30
基金项目：山东省科学技术发展计划项目（2013YD19004）
作者简介：成洪达（1981—），男，讲师，研究方向为天然药物。E-mail: chd_98766@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 24期 2015年 12月

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的使用，拓展分子印迹技术的应用。
本实验以芦丁-Cu2+为模板，通过配位键在强极
性环境中合成了芦丁-Cu2+配合物印迹聚合物。芦
丁-Cu2+配合物印迹聚合物环境耐受性好，对目标分
子吸附能力强，选择性好，可用于中药有效成分芦
丁的分离与富集。
1 仪器与材料
CU600型电热恒温水箱，精慧智能仪表公司；
IR Prestige-21傅里叶变换红外光谱仪、UV-2550型
紫外可见分光光度计，岛津公司；DZF-6050 真空
干燥箱，巩义市予华仪器有限公司；D-05R高速离
心机，北京安必升科技发展有限公司；THZ-22 台
式恒温震荡仪，江苏太仓市实验设备厂；AS3120
型超声清洗机，天津奥特赛恩斯仪器有限公司。
芦丁对照品，质量分数为 98%，批号 135042，
北京万佳首化生物科技有限公司；α-甲基丙烯酸
（MAA）、乙二醇二丙烯酸酯（EDMA）、偶氮二异
丁腈（AIBN）均为百灵威试剂，硫酸铜购自济宁
恒泰化工有限公司。
2 方法与结果
2.1 芦丁-Cu2+配位MIP的制备
精密称取 710 mg芦丁和 480 mg硫酸铜溶于 15
mL 四氢呋喃-甲醇（1∶3）溶液，超声震荡 3 h，
使芦丁和 Cu2+配位完全。向金属配合物中加功能单
体MAA 4 mmol，超声 3 h使配合物与功能单体充
分作用；加入 EDMA 20 mmol、AIBN 50 mg；通氮
除氧 20 min，水浴 60 ℃加热反应 24 h。所得棒状
聚合物研钵磨碎过 300目筛，用乙酸、甲醇体积比
1∶9混合溶液索氏提取除去模板分子。用 EDTA溶
液洗涤除去 Cu2+，然后用甲醇、水反复洗涤，60 ℃
干燥至恒定质量。
不加芦丁和硫酸铜，以上述步骤制备非印迹聚
合物（NIP）。
2.2 芦丁-Cu2+配位分子紫外光谱研究
芦丁紫外光谱有 2 个强吸收峰，分别在 220、
365 nm，其中 220 nm属于 A环 n-π*电子跃迁，365
nm属于 B环 π-π*电子跃迁。B环中 3′,4′-二羟基和
C环中的 5-羟基-4-酮都容易与金属离子配位，形成
稳定的环状配合物，芦丁与铜饱和配位比为 1∶2。
以四氢呋喃-甲醇（1∶3）为溶剂，配制浓度为 0.02
mmol/L的芦丁溶液 5份，向溶液中分别加入 CuSO4
固体，配制芦丁和 Cu2+的浓度比依次为 1∶0、1∶
0.3、1∶0.5、1∶1.2、1∶2的系列溶液。将溶液放
入恒温振荡器，恒温振荡（300 W，150 r/min）4 h，
测定紫外光谱。
由图 1可知，芦丁浓度固定不变，逐渐增大Cu2+
的浓度，芦丁 220 nm 处的吸收峰强度整体呈下降
趋势，365 nm处的吸收峰强度渐次减小。当芦丁与
Cu2+浓度比为 1∶2时，365 nm吸收峰已非常弱，
接近消失，同时，芦丁与 Cu2+浓度比为 1∶2 时吸
收曲线在 420 nm吸收明显增强。说明芦丁与 Cu2+
形成了一种配合物。



图 1 芦丁-Cu2+配位分子紫外吸收曲线
Fig. 1 Ultra-violet absorption curves of rutin-Cu2+

2.3 红外光谱分析
分别测定芦丁及芦丁-Cu2+聚合物红外光谱，研
究聚合物的生成及芦丁结构的变化。图 2-a 为芦丁
红外光谱图，3 422 cm−1吸收峰为苯环羟基伸缩振
动，1 652 cm−1为羰基吸收峰，1 592、1 507 cm−1
吸收峰对应苯环骨架伸缩振动；1 457 cm−1为亚甲
基的剪式振动吸收峰，1 011～1 203 cm−1对应碳氧
键的伸缩振动。图 2-b为芦丁-Cu2+聚合物红外光谱，
从图中可以看出，芦丁由于配位聚合物的形成，羟
基峰明显减弱并向低波数移动，说明芦丁羟基参与
了配位；羰基峰有所加强并向高波数移动；由于聚
合物的形成，限制了苯环的伸缩振动，其对应吸收
峰减弱并合并为 1个。



a-芦丁 b-芦丁-Cu2+聚合物
a-rutin b-rutin-Cu2+ polymer
图 2 红外光谱
Fig. 2 Infrared spectra of rutin and polymer
200 300 400
λ/nm
从上到下依次为
1∶0、1∶0.3、
1∶0.5、1∶1.2、
1∶2
a
b
500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000
ν/cm−1
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2.4 芦丁-Cu2+配位MIP结合性能分析
精密称取 8份印迹聚合物，分别置于 5 mL系
列浓度变化的芦丁溶液（0.2～5 mmol/L，含有 Cu2+，
cCu2+∶c 芦丁＝2∶1）中，将溶液放入恒温振荡器中
于 30 ℃下振荡，然后离心分离，测定芦丁浓度，
按照下式求印迹聚合物对芦丁的吸附量（Q），绘制
结合曲线。
Q＝(c0－ct)×V/m
c0为芦丁的初始浓度（mmol/L），ct为吸附后芦丁的平衡浓
度（mmol/L），V 和 m 分别为溶液的体积（mL）和聚合物
的质量（g）
由图 3 可知，随着芦丁-Cu2+浓度逐渐增大，
MIP、NIP 对芦丁-Cu2+的吸附量均呈现增加趋势，
但在整个浓度范围内，MIP吸附量均大于 NIP，对
底物吸附能力更强，说明印迹聚合物对芦丁-Cu2+
具备了一定的印迹功能，可以依靠配位键位点作用
及结构匹配实现对芦丁-Cu2+的特性吸附。而对于
NIP，虽然芦丁也能与聚合物上的羧基形成氢键，
但由于结构及位置关系，不具有作用位点的匹配
性，每个芦丁分子往往只能与吸附剂形成 1个氢键，
这样作用力远小于MIP对芦丁的作用力，因此 NIP
对芦丁吸附力很弱。
采用 Scatchard 方程对吸附特点进行进一步分
析：Q/C＝(Qmax－Q)/Kd，C为吸附平衡浓度，根据
Q/C、Q 线性关系，由斜率和截距可求得平衡解离
常数（Kd）和最大表观结合量（Qmax）。如图 4所示，
Scatchard曲线包含 2条直线，2条直线斜率不同但
线性良好，说明印迹聚合物与模板分子具有 2种不
同的特异性结合作用。根据直线斜率与截距求出结
合能力较强和较弱的 Kd分别为 1.69、2.90 mmol/L，
Qmax分别为 31.77、346.20 μmol/g。



图 3 聚合物吸附等温线
Fig. 3 Adsorption isothermals of polymer
0 10 20 30 40 0 60 0



图 4 聚合物 Scatchard曲线
Fig. 4 Scatchard curve of of polymer

2.5 芦丁-Cu2+配位MIP对底物的选择性
选取与芦丁结构相似的黄芩素、葛根素、儿茶
素作为对照物，按照“2.1”项所示方法制备相应
Cu2+配合物，配制相同浓度芦丁-Cu2+、黄芩素-Cu2+、
葛根素-Cu2+和儿茶素-Cu2+配合物溶液，计算结合
量，研究芦丁-Cu2+印迹聚合物的吸附选择性。
由表 1 可见，MIP 对芦丁的结合量明显大于
NIP的结合量，并且比MIP对其他 3种物质的结合
量都大，均达到 2倍以上，表现出了较好的选择性。
同时，MIP对黄芩素、儿茶素的吸附量反而比 NIP
小，原因是 MIP 形成的三维立体构形适合于芦丁-
Cu2+的空间结构，虽然黄芩素、儿茶素与芦丁结构
相似，但二者金属配合物与芦丁金属配合物结构差
异较大，MIP 对黄芩素-Cu2+、儿茶素-Cu2+的结合
量比非印迹聚合物小说明MIP具有良好的选择性。

表 1 聚合物对不同底物吸附量
Table 1 Adsorption of polymer to different substrates
聚合物
吸附量/(μmol·g−1)
芦丁 黄芩素 葛根素 儿茶素
MIP 58.3 23.0 18.4 21.4
NIP 32.1 32.6 16.7 24.9

2.6 MIP稳定性研究
配制 5 mL浓度为 0.8、2.5 mmol/L的芦丁溶液
（含有 Cu2+，cCu2+∶c 芦丁＝2∶1）各 1份，分别加入
MIP 30 mg，按“2.4”方法计算聚合物吸附量；过
滤掉聚合物，用乙酸-甲醇（1∶9）溶液洗脱模板分
子，重复上述吸附试验，连续吸附 5次，记录聚合
物每次吸附量，结果见表 2，经过 5次吸附后，所
制备MIP吸附量没有明显下降，表现出较好的吸附
稳定性。
MIP
NIP
60

50

40

30

20

10

0
Q
/(μ
m
ol
·g
−1
)
0 1 2 3 4 5 6
C/(mmol·L−1)
10

8

6

4

2

0
Q
/C
(m
L·
g−
1 )
0 10 20 30 40 50 60 70
Q/(μmol·g−1)
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表 2 聚合物稳定性
Table 2 Stability of MIP
初始浓度/
(mmol·g−1)
吸附量/(μmol·g−1)
1次吸附 2次吸附 3次吸附 4次吸附 5次吸附
0.8 24.2 23.8 23.1 23.6 23.0
2.5 37.4 36.7 37.1 37.0 36.8

3 讨论
本实验在极性溶剂中制备了芦丁-Cu2+配位印
迹聚合物，EDMA 为交联剂，MAA 为功能单体。
紫外光谱、红外光谱实验证实，芦丁-Cu2+与功能单
体通过配位键相结合，形成了结构稳定的聚合物；
通过静态吸附试验及对结构类似物的吸附表明，印
迹聚合物对芦丁-Cu2+具有良好的特异性吸附。所制
备的印迹聚合物可用于中药有效成分芦丁的提取
与富集。
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