[发明专利]一种光响应表面分子印迹材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于高效选择性分离纯化分支环糊精的光响应表面分子印迹材料的制备方法。所述方法包括识别分支环糊精偶氮苯衍生物的制备步骤和光响应表面分子印迹聚合物的步骤；以偶氮苯衍生物为功能单体，分支环糊精为模板分子，在交联剂、引发剂和催化剂作用下制取对分支环糊精具有特异识别能力的表面分子印迹聚合物。本发明制备工艺简单，制备的分子印迹材料化学稳定性好、吸附容量大、重复利用率高，能够在复杂环境中分离纯化分支环糊精。

技术领域

本发明涉及化学与材料和分子分离技术领域，尤其是涉及一种用于高效选择性分离纯化分支环糊精的光响应表面分子印迹材料的制备新方法。

背景技术

环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是由芽孢杆菌属的某些种产生的葡萄糖基转移酶(CGTase)作用于淀粉而生成的一类环状低聚糖。根据葡萄糖单元数目的不同，常见的环糊精分别包含6、7和8个葡萄糖单元(α-CD、β-CD、γ-CD)。环糊精因其特殊的外侧亲水而内腔疏水这一独特的两亲性空腔结构，可作为“主体”分子包结络合不同的“客体”化合物，形成主客体包结络合物。但环糊精水溶性较差，有溶血性和肾毒性，通常采用化学或生物酶法来修饰环糊精，将某些特定的取代基接枝到环糊精上，当取代基团为糖基时，通常将其称之为分支环糊精，如葡萄糖基环糊精、麦芽糖基环糊精、半乳糖环糊精和甘露糖环糊精等。多数分支环糊精水溶性好、毒性低，具有更加广阔的应用前景。分支环糊精的常用分离方法是高效液相色谱，常用的色谱柱有氨基柱和十八烷基硅柱等。色谱柱等进行分离纯化，其工业化产量不高，且价格昂贵。传统的分离纯化工艺限制了分支环糊精的工业化生产及其进一步应用。

表面分子印迹聚合物(Surface Molecular Imprinting Polymers，SMIPs)指的是在固相基质表面上发生聚合反应，使分子印迹识别位点尽可能地分布在分子印迹聚合物的表面或者分布在固相基质的外层以及表面，从而有利于模板分子的脱除和再结合的印迹技术。刺激响应性表面分子印迹材料是一类对环境可进行感知并响应的新材料。在外界环境，如：温度、pH值、离子强度、溶液组成、光照强度、溶剂、电场、压力和磁场等进行突发性改变时，刺激响应性材料自身的某些物理化学性质也会随之发生相应的改变。由于光源清洁环保、安全性能高、便于控制和使用，光照射是刺激-响应性材料研究体系中最常采用的外部刺激方式。光致偶氮苯的顺反异构是研究得最为广泛的。偶氮苯分子存在顺式和反式两种异构体，在特定波长的紫外光(365nm)照射下，反式构型的偶氮苯会转变成顺式构型；在可见光或者热作用下，顺式构型可回复到反式构型。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，一种用于高效选择性分离纯化分支环糊精的光响应表面分子印迹材料的制备方法。本发明制备工艺简单，制备的表面分子印迹材料化学稳定性好、吸附容量大、重复利用率高，能够在复杂环境中分离纯化分支环糊精，克服了色谱柱分离纯化价格昂贵且工业化产量不高等缺点。

本发明的技术方案如下：

一种光响应表面分子印迹材料的制备方法，包括制备偶氮苯衍生物的步骤和光响应性表面分子印迹聚合物的步骤，具体制备方法如下：

(1)制备偶氮苯衍生物：4-羟基偶氮苯溶解于无水N,N’-二甲基甲酰胺即DMF后，向其中加入NaH，此混合物在室温下搅拌至无气泡放出；然后将多余的NaH滤出，滤液转移到三颈烧瓶中；将γ-环氧丙基三甲氧基硅烷即GOTMS缓慢滴加到滤液中后，此反应混合物在氮气保护下50～100℃反应2～8h即得到偶氮苯衍生物；通过这步反应，4-羟基偶氮苯共价键合到GOTMS的环氧基团上；

(2)制备硅胶粒子：四乙氧基硅烷加入乙醇溶液中，然后迅速加入质量分数为12％～20％的氨水溶液，室温下搅拌12～48h后，离心，过滤，用水洗多次后真空干燥；

(3)活化硅胶：硅胶粒子加入浓度为40～60％体积比的酸溶液，常温搅拌6～24h，过滤，用二次蒸馏水多次洗涤硅胶后真空干燥；