L2卡尼丁分子压印聚合物作为手性分离色谱固定相的研究

    李晓桃1

    蒋光光2

    史月华1

    徐铸德3 1

    (浙江大学化学系1

    ,化工系2

    , 杭州 310027)

    摘 要 以 L2卡尼丁为模板分子 , 分别以α 2甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体 , 乙二醇二甲基丙烯酸酯为

    交联剂 , 采用分子压印技术合成了对 L2卡尼丁具有高选择性的分子压印聚合物。将所得聚合物用作高效液

    相色谱固定相 , 研究了它们对外消旋卡尼丁盐酸盐的拆分能力。分析结果表明 ,α 2甲基丙烯酸作为功能单体

    所得聚合物对外消旋卡尼丁盐酸盐具有良好的拆分作用 , 其分离因子α为1. 89。

    关键词 L2卡尼丁 ,外消旋卡尼丁盐酸盐 ,分子压印聚合物 , 高效液相色谱

    2001205221收稿;2001210205接受

    本文系浙江省分析测试基金资助项目(No. 00126)

    1 引 言

    分子压印聚合物(molecular imprinting polymer ,MIP)是选用分子压印技术制备的一种有固定空穴大小

    和形状及有确定排列的功能基团的交联高聚物。其基本原理是: (1)在含有大量交联剂的溶液体系中 ,模板分子与功能单体之间通过共价键或非共价键形成配合物(2)混合物溶液引发聚合 , 将配合物固定

    在高交联聚合物中(3)将模板分子从高交联聚合物中洗脱出去而获得分子压印聚合物。这类聚合物是

    一种与模板分子结合的烯类单体和交联剂共聚高交联的高分子 , 是在除去模板分子后得到的具有确定

    空间构型空穴和功能基在空穴中精确排布的刚性聚合物。这类聚合物有类似于酶或受体的结合部位 ,对模板分子表现出特效的选择性和识别能力。它在色谱分离1 ,2

    、抗体或受体仿生3 ,4

    、人造酶体系5 ,6

    和化学传感器7 ～9

    等领域发挥了特殊作用。卡尼丁(carnitine)是动物体内与能量代谢相关的化合物 , 是

    人体所必需的营养物质 , 它广泛应用于临床医药和营养增补领域。近年来 , 由于在临床医药和家禽饲

    养领域所显示的显著效果 , 卡尼丁的研究引起了越来越多科学工作者的兴趣和关注。本文以 L2卡尼丁

    为模板分子 , 分别以α 2甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体 , 制备了对 L2卡尼丁具有高选择性的分子压

    印聚合物 , 将所得聚合物用做色谱固定相 , 用高效液相色谱分析方法考察了功能单体对聚合物识别特

    性的影响 , 比较了由两种单体合成的聚合物对 L2卡尼丁及 L2丙氨酸的识别能力以及对外消旋卡尼丁

    盐酸盐和 DL2苏氨酸的手性拆分能力的差异 , 分析结果表明 ,α 2甲基丙烯酸为功能单体的聚合物能有

    效地分离外消旋卡尼丁盐酸盐。

    2 实验部分

    2. 1 仪器与试剂

    L2卡尼丁、 L2卡尼丁盐酸盐和外消旋卡尼丁盐酸盐(纯度99 % , 浙江大学化学系分子热力学与热化

    学研究所提供) , L2丙氨酸(生化试剂 ,上海康达氨基酸厂) , DL2苏氨酸(层析纯 ,中科院上海生化研究

    所) ,α 2甲基丙烯酸(MAA , 分析纯 , 上海化学试剂采购供应站) , 乙二醇二甲基丙烯酸酯( EDMA , 分析

    纯 , 苏州安利化工厂) , MAA和 EDMA在使用前重新蒸馏除去阻聚剂。丙烯酰胺(AA ,分析纯 ,上海化

    学试剂公司) ,偶氮二异丁腈(AIBN , 化学纯 , 上海试剂四厂) , 甲醇为色谱纯。

    HZ数显型空气恒温震荡器(江苏太仓医疗器械厂) , Dionex Series 4000Ⅰ型高效液相色谱仪(美国戴

    安公司) 。

    2. 2 聚合物的合成

    2. 2. 1 α 2甲基丙烯酸(MAA)为功能单体的模板聚合物 P1的合成 称取 0. 2430 g(1. 5 mmol) L2卡尼丁

    溶于15 mL 甲醇中 , 加入0. 5760 g (6 mmol) MAA功能单体和 11. 88 g交联剂 EDMA , 于振荡器中混匀

    第30卷

    2002年4月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究报告

    Chinese Journal of Analytical Chemistry

    第4期

    388～391后 , 加入0. 34 g引发剂AIBN , 待溶液澄清后 , 转入80 mL 玻璃安瓿瓶中 , 将安瓿瓶置于冰水浴中通氮

    气脱氧15 min后 , 真空下熔封安瓿瓶 , 然后将密封好的安瓿瓶放入 60 ℃的恒温水浴振荡器中加热 24

    h , 得棒状聚合物。将聚合物磨碎 , 过筛 , 收集25～35μm粒径的聚合物颗粒 , 将所得颗粒用乙醇反复

    洗涤沉降 , 以除去细末 , 最后用乙腈洗涤所得颗粒 , 直至光度检测洗涤液中无模板分子 , 放入 60 ℃真

    空干燥箱中烘干。相应的非模板聚合物 P2除不加模板分子外按照上述方法制备。

    2. 2. 2 丙烯酰胺( AA)为功能单体的模板聚合物 P3的合成 除将功能单体改为加入0. 4265 g(6 mmol)

    丙烯酰胺(AA)外 , 其余步骤同上。同时制备相应的非模板聚合物 P4。

    2. 3 高效液相色谱

    将所得聚合物颗粒作为固定相采用匀浆法装入150 × 4. 6 mm (i . d. )的不锈钢色谱柱中 , 匀浆液和

    顶替液均为氯仿P 甲醇(5∶ 5 ,VP V) ,装柱压力为15 MPa。

    高效液相色谱流动相为甲醇 , 流速为0. 5 mLP min。分析样品 L2卡尼丁、 L2卡尼丁盐酸盐和外消旋

    卡尼丁盐酸盐是相应样品的1 mmolP L 的甲醇溶液 ,L2丙氨酸和 DL2苏氨酸为其样品的1 mmolP L 水溶液。

    外消旋卡尼丁盐酸盐的出峰顺序由相应的 L2卡尼丁盐酸盐的保留时间确定。丙酮作为不保留组分进

    行测定。进样体积为10～20μ L。实验温度为室温 , 检测波长为210 nm。

    3 结果与讨论

    3. 1 功能单体对分子压印聚合物性能的影响

    在分子压印技术中 , α 2甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酰胺(AA)都是通用的可聚合的功能单体。为了比

    较这两种单体对分子压印聚合物性能的影响 , 在相同条件下分别以α 2甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单

    体 , 以 L2卡尼丁为模板 ,合成了分子压印聚合物 ,并将其作为色谱固定相分别测定它们对 L2卡尼丁、 L2

    卡尼丁盐酸盐、 L2丙氨酸的识别能力及对 DL2苏氨酸和外消旋卡尼丁盐酸盐的手性分离能力 ......