[发明专利]一种雅努斯型中空单孔磁性分子印迹吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种雅努斯型中空单孔磁性分子印迹吸附剂及其制备方法，属特异性分离功能材料制备技术领域；本发明首先利用各向异性的乳液模板法制备雅努斯型单孔中空硅球，中空单孔纳米硅球内表面的氨基官能团与酸酐反应后引入羧基，经乙酰丙酮铁的高温分解将制备的磁性氧化铁纳米粒子化学键合在中空单孔纳米硅球内表面的羧基上，得到磁性中空单孔纳米硅球；利用具有硼亲和作用的乙烯基苯硼酸为功能单体，以木犀草素为模板分子，再经原子转移自由基聚合在单孔中空磁性硅球的外表面修饰木犀草素分子的印迹聚合物，获得雅努斯型单孔中空磁性印迹吸附剂；最后结合实验验证，本发明的材料对木犀草素具有特异性分离性能，具有优良的磁性。

技术领域

本发明涉及一种雅努斯型中空单孔磁性分子印迹吸附剂及其制备方法，特别涉及一种经各向异性乳液模板、乙酰丙酮铁的高温热解以及原子转移自由基印迹聚合制备雅努斯(Janus)型中空单孔磁性分子印迹吸附剂的方法，属特异性分离功能材料制备技术领域。

背景技术

分子印迹技术是制备对某一分子具有特异性识别效果聚合物的方法，制备的聚合物为分子印迹聚合物（MIPs）。因其特异识别性、广泛实用性和化学稳定性，分子印迹聚合物已被广泛应用于分离纯化领域。然而传统的MIPs一般为高度交联的聚合网络，模板分子的洗脱和再识别的动力学性能差。中空印迹聚合物（H-MIPs）具有独特的内空结构，其较小的密度和较高的比表面积可以显著增强结合动力学与饱和吸附容量。中空单孔结构的MIPs作为特殊形式的H-MIPs，在原有中空的骨架结构上拥有一个单孔，外部的样品溶液或者洗脱液能经过单孔孔道进入MIPs内部，因此可进一步提高印迹结合位点的结合动力学性能。

磁性分子印迹聚合物（MMIPs）利用印迹高分子材料包覆在超顺磁纳米粒子(如Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃等)表面获得的磁性复合材料。MMIPs利用印迹高分子的亲和特异性，借助磁性分离装置，可对目标分子进行识别、负载、运载和卸载等分离操作，从而简化了目标分子的分离富集过程。由于MMIPs制备与中空单孔结构设计分属不同的技术路线，因此现有方法常通过物理分散、化学接枝的手段将超顺磁纳米粒子引入中空单孔结构MIPs表面。这一做法将严重占据有效的印迹结合位点，造成吸附容量的降低。因此，急需找到保证不包埋与不占据结合位点的前提下同时引入印迹聚合位点和超顺磁纳米粒子的有效方法。

雅努斯（Janus）纳米材料由于其双面结构，可赋予同一纳米粒子多重功能。倘若采用合适的方法制备雅努斯型中空单孔磁性MIPs，将有效解决上述难题。乳液模板法是制备中空结构微球纳米材料的重要方法之一。然而利用该策略制备雅努斯型MIPs的工作未见报道。木犀草素(LTL)作为天然有机黄酮类药物之一，具有抗菌抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化性等药用价值。目前对于木犀草素的分离纯化方法主要有酸沉法、薄层层析法、梯度萃取法柱、层析法和大孔树脂吸附分离法等。这些传统的方法常常伴随难洗脱难分离，选择性差等问题。因此，制备雅努斯型中空单孔磁性MIPs，并用于特异性识别与分离纯化木犀草素将极具经济、社会和学术价值。

发明内容

本发明利用各向异性的乳液模板法制备了雅努斯型单孔中空硅球（SHH-Si），SHH-Si的外表面和内表面分别含有氯原子和氨基官能团；内表面的氨基官能团与酸酐反应后引入羧基（SHH-Si-COOH），经乙酰丙酮铁的高温分解将制备的磁性氧化铁纳米粒子化学键合在SHH-Si-COOH内表面的羧基上，得到单孔中空磁性硅球（MSHH-Si）；在硅球外表面引发印迹聚合，利用具有硼亲和作用的乙烯基苯硼酸为功能单体，以木犀草素为模板分子，再经原子转移自由基聚合在单孔中空磁性硅球的外表面修饰了木犀草素分子的印迹聚合物，获得了雅努斯型单孔中空磁性印迹吸附剂（SHH-MMIPs）。最后结合静态吸附实验，将其应用于木犀草素的选择性吸附分离，验证了SHH-MMIPs对木犀草素的特异性分离性能。