硅胶表面分子印迹聚合物对表没食子儿茶素的分离富集及识别能力分析

© 2012由Elsevier B.V.出版。信息工程研究院负责评选和同行评议可在www.sciencedirect.comwww.sciencedirect.com在线获取ScienceDirectIERI Procedia 5（2013）339 - 3432013年农业与自然资源工程硅胶表面分子印迹聚合物对表没食子儿茶素张海辉a，徐菲菲a，段玉清a *，罗小平a，张灿a，严永胜b，孙贵波c，孙晓波ca江苏大学食品与生物工程学院，江苏省镇江市学府路301号，邮编：212013b江苏大学化学化工学院，江苏省镇江市学府路301号，邮编c中国医学科学院药用植物研究所 中国北京市马连洼北路151号摘要为了从混合儿茶素中分离富集表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG），采用表面分子印迹技术在硅胶上合成了分子印迹聚合物（MIPs），并用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、元素分析和扫描电镜（SEM）对其进行了表征。结果表明，MIPs对表没食子儿茶素具有良好的识别能力，对表没食子儿茶素的选择性最高，其识别能力由高到低依次为表没食子儿茶素、儿茶素没食子酸酯。这些结果表明，分子印迹聚合物可以实现实际样品中EGCG的分离富集。© 2013作者。出版社：Elsevier B.V. 在CC BY-NC-ND许可下开放访问。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：表没食子儿茶素没食子酸酯;分子印迹;固相萃取;分离富集;选择性* 通讯作者。联系电话：电话：0511 -88780201传真：0511 -88780201电子邮件地址：dyq101@ujs.edu.cn2212-6678 © 2013作者出版社：Elsevier B.V. 在CC BY-NC-ND许可下开放访问。信息工程研究所负责的选择和同行评审doi：10.1016/j.ieri.2013.11.113340Haihui Zhang等人/ IERI Procedia 5（2013）3391. 介绍儿茶素广泛存在于许多植物源性食品中，尤其是绿茶（Camellia sinensis）[1]。茶儿茶素主要含有C、CG、EC、EGC、GCG、EGCG、没食子儿茶素（GC）和（）-表儿茶素没食子酸酯（ECG）[2]，其中表儿茶素没食子酸酯的含量占总儿茶素的65%之多[1]。已经证明，EGCG在抗氧化[3]和抗紫外线辐射对皮肤的损伤[4]等方面起着重要作用。分离和富集EGCG的方法通常需要大量的溶剂和/或时间来获得高纯度的儿茶素单体，因此仍需要进一步的研究。本研究制备了表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）的表面分子印迹聚合物（MIP），并对其性能进行了表征。2. 材料和方法材质：硅胶（80-120目）; EDMA、二甲基丙烯酸乙二醇酯（EDMA）、甲基丙烯酸（MAA）、N-氨基丙基-三乙氧基硅烷（APTES）、三乙胺和偶氮二异丁腈（AIBN）。标准品：EGCG、EGC、ECG、C、EC和GCG。烷基化硅胶的合成和分子印迹聚合物的制备按照Xu等人的方法进行[5]。每个分子印迹固相萃取（MISPE）实验重复三次，分析物回收率计算为单个测量值的平均值。表征：采用红外光谱、元素分析、扫描电镜和核磁共振谱对聚合物进行了表征3. 结果和讨论3.1. MIPs的FT-IR光谱活化硅胶的FT-IR光谱见图1A。在3433.17cm-1处的吸收峰是由Si-OH伸缩振动引起的。1101.49cm-1是Si-O骨架的峰值。与活性硅胶相比，在2936.65cm-1处出现了一个新的吸收峰，这可能是由于-CH 2基团的伸缩振动所致这表明APTES与硅胶发生了反应，即成功地得到了烷基化硅胶。在分子印迹聚合物中，在1731.34cm-1处出现了一个新的吸收峰，是由C=O伸缩振动产生的。这导致EDMA和功能单体MAA的交联聚合反应。此外，从2936.65 cm-1到2962.68 cm-1的吸收峰的宽增加可能是由于EDMA和MAA的-CH33.2. MIPs的形态通过SEM观察MIPs的形态，如图1所示。硅胶表面在烷基化反应前是光滑平整的，但经APTES改性后变得粗糙（图1B、C）。分子印迹聚合物看起来比前两者粗糙得多，并且在洗掉模板后存在松散的具有孔的网络结构（图1D）。3.3. 元素分析元素分析结果表明，烷基化过程成功地将N引入到硅胶表面，这是硅胶表面出现N（1.5%）的原因，而原来的N为0。C（4.83%）和H（1.38）的含量分别从0.03%和0.69%增加在分子印迹Haihui Zhang等人/ IERI Procedia 5（2013）339341BCD由于MAA和EDMA的反应，产物中C（13.20）和H（2.97%）的含量显著提高，且聚合物被硅胶包裹。在分子印迹过程没有引入N的情况下，N的量保持在约1.11%。对于FT-IR分析观察到类似的趋势。图1硅胶、烷基化硅胶和分子印迹聚合物的红外光谱和表面形貌。A.硅胶、烷基化硅胶和分子印迹聚合物的红外光谱;硅胶的表面形态;烷基化硅胶（C）和MIP（D）。3.4. 选择性吸附实验在用甲醇/水（v/v=1：9）洗涤后，类似物（EGC、C、EC、GCG、ECG）由于在MIPs柱中的结合能力差而泄漏/淋失（图2B、C），导致大量未使用的EGCG被有效地浓缩（图2D）。MIPs柱的EGCG回收率为103.2%，远高于NIPs柱的67.1%，表明MIPs柱的解吸能力明显优于其他柱。为了评估MIP的选择性吸附，引入了如下三个公式[6]：Kd = Qe/Ce（1）342Haihui Zhang等人/ IERI Procedia 5（2013）339Qe：平衡结合量;Ce：平衡浓度;Kd：分配系数。k= Kd EGCG/K d类似物（2）k：选择性系数。k ′ = kMIP/kNIP（3）k ′：相对选择性系数。图2.在MIPs填充柱上进行EGCG的HPLC。A.装药前的茶多酚溶液;用甲醇/水（v/v=1：9）洗脱;非分子印迹聚合物（NIPs）柱的甲醇/水（v/v=1：9）洗涤液;甲醇-乙酸（v/v=7：3）洗脱液;甲醇/乙酸（v/v=7：3）洗脱液，来自NIP柱。[Zorbax 300 SB-C18柱：5 μ m粒径，250 mm×4.6 mm ID;柱温：30 ℃;流动相：甲醇/水/乙酸（v/v/v= 24.5：75：0.5）;流速：0.6 ml/min;波长：272nm进样量：10 L]表1.通过MIPs和NIPs的EGCG和类似物的校准数据和竞争性负载Haihui Zhang等人/ IERI Procedia 5（2013）339343聚合物和校准EGCGEGCCECGCGECG回归方程y =211.49x-y =3.5713x-y =6.9306x-y =141.12x-y =162.79x-y =210.13x-16.775.02380.83815.485743.05238.167相关性R0.9996R0.9996R0.9998R0.9993R0.9994r =0.9997线性范围（μg/ml）0 4000 4000 4000 4000 4000 400MIPs吸附量（mg/g）NIPs吸附容量（mg/g）aKd MIP22.851.110.170.651.911.16aKd NIP3.362.140.481.473.571.53bkMIP20.59134.4135.1511.9619.70bk国家执行计划1.577.002.290.942.20ck ′13.1119.2015.3512.728.954. 结论在本工作中，分子印迹聚合物表现出良好的选择性和识别性能的表没食子儿茶素在水介质中。这些结果表明，直接提取EGCG的混合基质（复杂成分）的MIP技术的可能性。致谢国家自然科学基金项目（编号：31201456）、“重大新药创制”科技重大专项（2009ZX 09502 015、2012ZX 09501001）、江苏省高等学校重点学科发展项目（PAPD）等得到表彰。参考[1] 杨文伟，杨文伟.绿茶成分EGCG抑制RNA聚合酶III转录。生物化学和生物学研究通讯2007;360：778-83。[2] Dalluge JJ，Nelson BC.茶叶中儿茶素的测定色谱学杂志A 2000; 881：411-24.[3] Saffari Y，Sadrzadeh SMH.绿茶代谢产物表没食子儿茶素没食子酸酯在体外保护膜免受氧化损伤。生命科学2004; 74：1513-8.[4] 放大图片作者：Katiyar SK，Perez A，Mukhtar H.绿茶多酚对人体皮肤的处理可防止紫外线B诱导的DNA嘧啶二聚体的形成。临床癌症研究2000; 6：3864-9。[5] 徐福芳，段玉清，张宏华，秦勇，张春，马洪林，严玉生，表没食子儿茶素没食子酸酯表面分子印迹聚合物的制备及吸附性能。过程工程学报2011; 4：706-10[6] 罗伟，朱林华，于春，唐浩强，于宏欣，李欣，张欣。水溶液中表面分子印迹二氧化硅微粒的合成及其对水中2，4-二硝基苯酚的选择性离线固相萃取。Anal Chim Acta 2008; 618：147-156.0.550.160.030.110.210.170.320.250.080.200.330.21