[發明專利]一種雅努斯型中空單孔磁性分子印跡吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810095016.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108404891B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 姚俊彤;潘建明;劉金鑫;黃偉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;B01J20/26;B01J20/30
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本發明涉及一種雅努斯型中空單孔磁性分子印跡吸附劑及其制備方法，屬特異性分離功能材料制備技術領域；本發明首先利用各向異性的乳液模板法制備雅努斯型單孔中空硅球，中空單孔納米硅球內表面的氨基官能團與酸酐反應后引入羧基，經乙酰丙酮鐵的高溫分解將制備的磁性氧化鐵納米粒子化學鍵合在中空單孔納米硅球內表面的羧基上，得到磁性中空單孔納米硅球；利用具有硼親和作用的乙烯基苯硼酸為功能單體，以木犀草素為模板分子，再經原子轉移自由基聚合在單孔中空磁性硅球的外表面修飾木犀草素分子的印跡聚合物，獲得雅努斯型單孔中空磁性印跡吸附劑；最后結合實驗驗證，本發明的材料對木犀草素具有特異性分離性能，具有優良的磁性。

技術領域

本發明涉及一種雅努斯型中空單孔磁性分子印跡吸附劑及其制備方法，特別涉及一種經各向異性乳液模板、乙酰丙酮鐵的高溫熱解以及原子轉移自由基印跡聚合制備雅努斯(Janus)型中空單孔磁性分子印跡吸附劑的方法，屬特異性分離功能材料制備技術領域。

背景技術

分子印跡技術是制備對某一分子具有特異性識別效果聚合物的方法，制備的聚合物為分子印跡聚合物（MIPs）。因其特異識別性、廣泛實用性和化學穩定性，分子印跡聚合物已被廣泛應用于分離純化領域。然而傳統的MIPs一般為高度交聯的聚合網絡，模板分子的洗脫和再識別的動力學性能差。中空印跡聚合物（H-MIPs）具有獨特的內空結構，其較小的密度和較高的比表面積可以顯著增強結合動力學與飽和吸附容量。中空單孔結構的MIPs作為特殊形式的H-MIPs，在原有中空的骨架結構上擁有一個單孔，外部的樣品溶液或者洗脫液能經過單孔孔道進入MIPs內部，因此可進一步提高印跡結合位點的結合動力學性能。

磁性分子印跡聚合物（MMIPs）利用印跡高分子材料包覆在超順磁納米粒子(如Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃等)表面獲得的磁性復合材料。MMIPs利用印跡高分子的親和特異性，借助磁性分離裝置，可對目標分子進行識別、負載、運載和卸載等分離操作，從而簡化了目標分子的分離富集過程。由于MMIPs制備與中空單孔結構設計分屬不同的技術路線，因此現有方法常通過物理分散、化學接枝的手段將超順磁納米粒子引入中空單孔結構MIPs表面。這一做法將嚴重占據有效的印跡結合位點，造成吸附容量的降低。因此，急需找到保證不包埋與不占據結合位點的前提下同時引入印跡聚合位點和超順磁納米粒子的有效方法。

雅努斯（Janus）納米材料由于其雙面結構，可賦予同一納米粒子多重功能。倘若采用合適的方法制備雅努斯型中空單孔磁性MIPs，將有效解決上述難題。乳液模板法是制備中空結構微球納米材料的重要方法之一。然而利用該策略制備雅努斯型MIPs的工作未見報道。木犀草素(LTL)作為天然有機黃酮類藥物之一，具有抗菌抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化性等藥用價值。目前對于木犀草素的分離純化方法主要有酸沉法、薄層層析法、梯度萃取法柱、層析法和大孔樹脂吸附分離法等。這些傳統的方法常常伴隨難洗脫難分離，選擇性差等問題。因此，制備雅努斯型中空單孔磁性MIPs，并用于特異性識別與分離純化木犀草素將極具經濟、社會和學術價值。

發明內容

本發明利用各向異性的乳液模板法制備了雅努斯型單孔中空硅球（SHH-Si），SHH-Si的外表面和內表面分別含有氯原子和氨基官能團；內表面的氨基官能團與酸酐反應后引入羧基（SHH-Si-COOH），經乙酰丙酮鐵的高溫分解將制備的磁性氧化鐵納米粒子化學鍵合在SHH-Si-COOH內表面的羧基上，得到單孔中空磁性硅球（MSHH-Si）；在硅球外表面引發印跡聚合，利用具有硼親和作用的乙烯基苯硼酸為功能單體，以木犀草素為模板分子，再經原子轉移自由基聚合在單孔中空磁性硅球的外表面修飾了木犀草素分子的印跡聚合物，獲得了雅努斯型單孔中空磁性印跡吸附劑（SHH-MMIPs）。最后結合靜態吸附實驗，將其應用于木犀草素的選擇性吸附分離，驗證了SHH-MMIPs對木犀草素的特異性分離性能。