專利名稱：分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法。
背景技術(shù)：
葡萄糖是生物體內(nèi)新陳代謝不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。它的氧化反應(yīng)放出的熱量是人類生命活動所需能量的重要來源。在食品、醫(yī)藥工業(yè)上可直接使用，在印染制革工業(yè)中作還原劑，在制鏡工業(yè)和熱水瓶膽鍍銀工藝中常用葡萄糖作還原劑。工業(yè)上還大量用葡萄糖為原料合成維生素C(抗壞血酸)。據(jù)報道葡萄糖經(jīng)過光催化制氫也有重要的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在提取葡萄糖一般均采用精制淀粉為原料，酸法工藝進(jìn)行生產(chǎn)，但是工藝流程十分復(fù)雜，且費(fèi)工費(fèi)料造成的成本升高等問題。故研制一種對葡萄糖的分離提取過程起到簡化效果的材料是有著很高的經(jīng)濟(jì)價值的，有著很好的應(yīng)用前景分子印跡是指制備對某一模板分子(目標(biāo)分子)有選擇性的聚合物的過程，分子印跡聚合物的制備先通過印跡分子與功能單體相互作用形成超分子復(fù)合物，然后在交聯(lián)的作用下形成聚合物，最后洗脫模板分子，使聚合物中形成與印跡分子空間結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的具有多重作用的空穴，可以選擇吸附待分離混合物中的印跡分子，從而達(dá)到分離、純化的目的，目前分離單糖的分子印跡聚合物對葡萄糖的最大飽和吸附量為25 30mg/g，對半乳糖的最大飽和吸附量為20 30mg/g，對果糖的最大飽和吸附量為10 20mg/g，吸附效率低，因此制備一種吸附效率高的分離單糖的分子印跡聚合物是十分重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的分離單糖的分子印跡聚合物對單糖的吸附效率低的技術(shù)問題，而提供分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法。本發(fā)明的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法按以下步驟進(jìn)行:—、娃膠表面預(yù)處理:將娃膠加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 20%的鹽酸中，在室溫和攪拌的條件下，洗滌3 5次，然后用去離子水洗至中性后，于溫度為100 120°C的真空條件下干燥，完成硅膠的預(yù)處理過程；二、硅膠的硅烷化:按硅膠的質(zhì)量和甲苯的體積的比為Ig: (8 12)mL，稱取甲苯和步驟一的硅膠，并將硅膠溶解于甲苯中，再按硅膠的質(zhì)量和3-氨丙基三乙氧基硅烷的體積的比為(8 12)g: 10mL，向其中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在氮?dú)獗Ｗo(hù)保護(hù)下，于溫度為80 100°C，攪拌的條件下，回流反應(yīng)10 14h，然后過濾棄去液體，將固相物先用甲苯在室溫攪拌的條件下洗滌2 4次，再用丙酮在室溫攪拌的條件下洗滌2 4次，再于溫度為35 45°C的條件下真空干燥10 14h，完成硅膠的硅烷化，得到氨基化硅膠；三、分子印跡聚合物的制備:按乙腈和水的體積比為(3 5): 1，將二者混合，以超聲頻率為30 50KHz，反應(yīng)9 Ilmin得到混合體系，按葡萄糖在該混合體系中的摩爾濃度為0.03 0.07mol/L,按丙烯酰胺在該混合體系中的摩爾濃度為0.12 0.27mol/L，按步驟二的氨基化硅膠在該混合體系中的質(zhì)量濃度為0.03 0.07g/mL，將葡萄糖、丙烯酰胺和步驟二的氨基化硅膠加入到該混合體系中，室溫的條件下震蕩5 7h，然后按N，N-亞甲基雙丙酰胺和葡萄糖的質(zhì)量比為(4 6): 9，將N，N-亞甲基雙丙酰胺加入，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下，以超聲頻率為30 50Hz,反應(yīng)9 llmin,再按過硫酸銨和葡萄糖的質(zhì)量比為(0.5 1.5): 9，將過硫酸銨加入，室溫條件下反應(yīng)12 24h，反應(yīng)完成后，在轉(zhuǎn)速為3500 4500r/min的條件下離心10 20min,棄去上清液,用甲醇和乙酸混合液對固體物質(zhì)進(jìn)行洗漆，甲醇和乙酸混合液中甲醇和乙酸的體積比為(3 5): 1，洗滌三次，第一次洗滌5 7h，第二次洗滌11 13h，第三次11 13h，每次洗滌后離心棄去上清液，進(jìn)行下一次洗滌，完成洗滌處理后于溫度為35 45°C的條件下水浴蒸干，再在溫度為35 45°C的條件下真空干燥，得到分離單糖的分子印跡聚合物。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案不局限于以下具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一:本實(shí)施方式的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法按以下步驟進(jìn)行:—、娃膠表面預(yù)處理:將娃膠加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 20%的鹽酸中，在室溫和攪拌的條件下，洗滌3 5次，然后用去離子水洗至中性后，于溫度為100 120°C的真空條件下干燥，完成硅膠的預(yù)處理過程；二、硅膠的硅烷化:按硅膠的質(zhì)量和甲苯的體積的比為Ig: (8 12)mL，稱取甲苯和步驟一的硅膠，并將硅膠溶解于甲苯中，再按硅膠的質(zhì)量和3-氨丙基三乙氧基硅烷的體積的比為(8 12)g: 10mL，向其中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在氮?dú)獗Ｗo(hù)保護(hù)下，于溫度為80 100°C，攪拌的條件下，回流反應(yīng)10 14h，然后過濾棄去液體，將固相物先用甲苯在室溫攪拌的條件下洗滌2 4次，再用丙酮在室溫攪拌的條件下洗滌2 4次，再于溫度為35 45°C的條件下真空干燥10 14h，完成硅膠的硅烷化，得到氨基化硅膠；三、分子印跡聚合物的制備:按乙腈和水的體積比為(3 5): 1，將二者混合，以超聲頻率為30 50KHz，反應(yīng)9 Ilmin得到混合體系，按葡萄糖在該混合體系中的摩爾濃度為0.03 0.07mol/L,按丙烯酰胺在該混合體系中的摩爾濃度為0.12 0.27mol/L，按步驟二的氨基化硅膠在該混合體系中的質(zhì)量濃度為0.03 0.07g/mL，將葡萄糖、丙烯酰胺和步驟二的氨基化硅膠加入到該混合體系中，室溫的條件下震蕩5 7h，然后按N，N-亞甲基雙丙酰胺和葡萄糖的質(zhì)量比為(4 6): 9，將N，N-亞甲基雙丙酰胺加入，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下，以超聲頻率為30 50Hz,反應(yīng)9 llmin,再按過硫酸銨和葡萄糖的質(zhì)量比為(0.5 1.5): 9，將過硫酸銨加入，室溫條件下反應(yīng)12 24h，反應(yīng)完成后，在轉(zhuǎn)速為3500 4500r/min的條件下離心10 20min,棄去上清液,用甲醇和乙酸混合液對固體物質(zhì)進(jìn)行洗漆，甲醇和乙酸混合液中甲醇和乙酸的體積比為(3 5): 1，洗滌三次，第一次洗滌5 7h，第二次洗滌11 13h，第三次11 13h，每次洗滌后離心棄去上清液，進(jìn)行下一次洗滌，完成洗滌處理后于溫度為35 45°C的條件下水浴蒸干，再在溫度為35 45°C的條件下真空干燥，得到分離單糖的分子印跡聚合物。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是:步驟二中硅膠質(zhì)量和甲苯的體積比為Ig: 10mL，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是:步驟二中硅膠的質(zhì)量和3-氨丙基三乙氧基硅烷的體積比為Ig: lmL，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是:步驟三中乙腈和水的體積比為4: 1，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是:步驟三中葡萄糖在混合體系中的摩爾濃度為0.05mol/L，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是:步驟三中丙烯酰胺在混合體系中的摩爾濃度為0.2mol/L，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是:步驟三中步驟二的氨基化硅膠在混合體系中的質(zhì)量濃度為0.05g/mL，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是:步驟三中N，N-亞甲基雙丙酰胺和葡萄糖的質(zhì)量比為5: 9，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是:步驟三中過過硫酸銨和葡萄糖的質(zhì)量比為1: 9，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是:步驟三中甲醇和乙酸混合液中甲醇和乙酸的體積比為4: 1，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。 用以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:實(shí)施例1、本實(shí)施例的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法按以下步驟進(jìn)行:一、硅膠表面預(yù)處理:稱取13g硅膠加入到IOOml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽酸中，在室溫和攪拌的條件下，洗滌5次，然后用去離子水洗至中性后，于溫度為110°C的真空條件下干燥，完成硅膠的預(yù)處理過程；二、硅膠的硅烷化:向500mL容器中加入IOOmL甲苯，然后取IOg步驟一處理后的硅膠并將其溶解于甲苯中，再加入10mL3-氨丙基三乙氧基硅烷，在氮?dú)獗Ｗo(hù)保護(hù)下，于溫度為90°C，攪拌的條件下，回流反應(yīng)12h，然后過濾棄去液體，將固相物先用甲苯在室溫攪拌的條件下洗滌3次，再用丙酮在室溫攪拌的條件下洗滌3次，再于溫度為40°C的條件下真空干燥12h，完成硅膠的硅烷化，得到氨基化硅膠；三、分子印跡聚合物的制備:稱取16mL的乙腈和4mL水將二者混合，以超聲頻率為40KHz反應(yīng)IOmin得到混合體系,然后向該混合體系中加入Immol葡萄糖，4mmol的丙烯酰胺和Ig步驟二的氨基化硅膠，室溫條件下震蕩6h，然后再加入IOOmg N, N-亞甲基雙丙酰胺，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下，以超聲頻率為40K Hz，反應(yīng)lOmin，再加入20mg的過硫酸銨，室溫條件下反應(yīng)12h,反應(yīng)完成后,在轉(zhuǎn)速為4000r/min的條件下離心15min,棄去上清液,用甲醇和乙酸混合液對固體物質(zhì)進(jìn)行洗滌，甲醇和乙酸混合液中甲醇和乙酸的體積比為4: 1，洗滌三次，第一次洗滌6h，第二次洗滌12h，第三次12h，每次洗滌后在轉(zhuǎn)速為4000r/min的條件下離心15min棄去上清液，進(jìn)行下一次洗滌，完成洗滌處理后于溫度為40°C的條件下水浴蒸干，再在溫度為40°C的條件下真空干燥，得到分離單糖的分子印跡聚合物。試驗(yàn)一、稱取Ig實(shí)施例1的分子印跡聚合物加入到20mL溶有9mg/mL葡萄糖的乙腈水溶液中，其中乙腈和水的體積比為4: 1，靜態(tài)吸附12h，在轉(zhuǎn)速為4000r/min的條件下離心15min后取上清液在溫度為40°C條件下蒸干，然后配置成質(zhì)量濃度為0.9mg/mL葡萄糖水溶液，然后用型號為TU-1900的雙光束紫外可見光光度計，采用二硝基水楊酸法(DNS)，于540nm波長下測試吸光度值，測定該葡萄糖水溶液中葡萄糖的的濃度為0.472mg/mL，說明實(shí)施例1的分子印跡聚合物對葡萄糖的吸附量為85.5mg/g，是現(xiàn)有分子印跡聚合物對葡萄糖的吸附量的2.8 3.4倍，吸附效率高。試驗(yàn)二、稱取Ig實(shí)施例1的分子印跡聚合物加入到20mL溶有9mg/mL半乳糖的乙腈水溶液中，其中乙腈和水的體積比為4: 1，靜態(tài)吸附12h，在轉(zhuǎn)速為4000r/min的條件下離心15min后取上清液在溫度為40°C的條件下蒸干，然后配置成質(zhì)量濃度為0.9mg/mL半乳糖水溶液，然后用型號為TU-1900的雙光束紫外可見光光度計，采用二硝基水楊酸法(DNS),于540nm波長下測試吸光度值,測定該半乳糖水溶液中半乳糖的的濃度為0.556mg/mL，說明實(shí)施例1的分子印跡聚合物對半乳糖的吸附量為78.75mg/g，是現(xiàn)有分子印跡聚合物對半乳糖的吸附量的2.6 2.9倍，吸附效率高。試驗(yàn)三、稱取Ig實(shí)施例1的分子印跡聚合物加入到20mL溶有9mg/mL果糖的乙腈水溶液中，其中乙腈和水的體積比為4: 1，靜態(tài)吸附12h，在轉(zhuǎn)速為4000r/min的條件下離心15min后取上清液在溫度為40°C的條件下蒸干，然后配置成質(zhì)量濃度為0.9mg/mL果糖水溶液，然后用型號為TU-1900的雙管束紫外可見光光度計，采用二硝基水楊酸法(DNS)，于540nm波長下測試吸光度值,測定該果糖水溶液中果糖的的濃度為0.673mg/mL,說明實(shí)施例I的分子印跡聚合物對果糖的吸附量為45.45mg/g,是現(xiàn)有分子印跡聚合物對果糖的吸附量的2.2 4.5倍， 吸附效率高。
權(quán)利要求
1.分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法按以下步驟進(jìn)行: 一、硅膠表面預(yù)處理:將硅膠加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 20%的鹽酸中，在室溫和攪拌的條件下，洗滌3 5次，然后用去離子水洗至中性后，于溫度為100 120°C的真空條件下干燥，完成硅膠的預(yù)處理過程； 二、硅膠的硅烷化:按硅膠的質(zhì)量和甲苯的體積的比為Ig: (8 12)mL，稱取甲苯和步驟一的硅膠，并將硅膠溶解于甲苯中，再按硅膠的質(zhì)量和3-氨丙基三乙氧基硅烷的體積的比為(8 12)g: 10mL，向其中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，在氮?dú)獗Ｗo(hù)保護(hù)下，于溫度為80 100°C，攪拌的條件下，回流反應(yīng)10 14h，然后過濾棄去液體，將固相物先用甲苯在室溫攪拌的條件下洗滌2 4次，再用丙酮在室溫攪拌的條件下洗滌2 4次，再于溫度為35 45°C的條件下真空干燥10 14h，完成硅膠的硅烷化，得到氨基化硅膠； 三、分子印跡聚合物的制備:按乙腈和水的體積比為(3 5): 1，將二者混合，以超聲頻率為30 50KHz，反應(yīng)9 Ilmin 得到混合體系，按葡萄糖在該混合體系中的摩爾濃度為0.03 0.07mol/L,按丙烯酰胺在該混合體系中的摩爾濃度為0.12 0.27mol/L,按步驟二的氨基化硅膠在該混合體系中的質(zhì)量濃度為0.03 0.07g/mL，將葡萄糖、丙烯酰胺和步驟二的氨基化硅膠加入到該混合體系中，室溫的條件下震蕩5 7h，然后按N，N-亞甲基雙丙酰胺和葡萄糖的質(zhì)量比為(4 6): 9，將N，N-亞甲基雙丙酰胺加入，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下，以超聲頻率為30 50Hz，反應(yīng)9 llmin，再按過硫酸銨和葡萄糖的質(zhì)量比為(0.5 1.5): 9，將過硫酸銨加入，室溫條件下反應(yīng)12 24h，反應(yīng)完成后，在轉(zhuǎn)速為3500 4500r/min的條件下離心10 20min,棄去上清液,用甲醇和乙酸混合液對固體物質(zhì)進(jìn)行洗滌，甲醇和乙酸混合液中甲醇和乙酸的體積比為(3 5): I，洗滌三次，第一次洗滌5 7h，第二次洗滌11 13h，第三次11 13h，每次洗滌后離心棄去上清液，進(jìn)行下一次洗滌，完成洗滌處理后于溫度為35 45°C的條件下水浴蒸干，再在溫度為35 45°C的條件下真空干燥，得到分離單糖的分子印跡聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟二中娃膠質(zhì)量和甲苯的體積的比為1g: 10mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟二中硅膠的質(zhì)量和3-氨丙基三乙氧基硅烷的體積的比為1g: 1mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中乙腈和水的體積比為4: 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中葡萄糖在混合體系中的摩爾濃度為0.05mo1/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中丙烯酰胺在混合體系中的摩爾濃度為0.2mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中步驟二的氨基化硅膠在混合體系中的質(zhì)量濃度為0.05g/mL。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中N，N-亞甲基雙丙酰胺和葡萄糖的質(zhì)量比為5: 9。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中過過硫酸銨和葡萄糖的質(zhì)量比為1: 9。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，其特征在于步驟三中甲醇和乙酸混合液中甲 醇和乙酸的體積比為4: I。
全文摘要
分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，它涉及一種分離單糖的分子印跡聚合物的制備方法，它要解決現(xiàn)有的分離單糖的分子印跡聚合物對單糖的吸附效率低的技術(shù)問題，方法如下一、硅膠表面預(yù)處理；二、硅膠的硅烷化；三、分子印跡聚合物的制備。本發(fā)明的分子印跡聚合物對葡萄糖、半乳糖和果糖的最大飽和吸附量依次為85.5mg/g、78.75mg/g和45.45mg/g左右，比現(xiàn)有的分子印跡聚合物分別提高了2.8～3.4倍、2.6～2.9倍和2.2～4.5倍，吸附效率高，且制備方法操作簡單，簡化了單糖分子的分離提取過程，降低應(yīng)用成本，應(yīng)用于單糖的分離和提純。
文檔編號C08F220/56GK103113536SQ20131005872
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者楊鑫, 胡興龍, 黃微薇, 王靜, 趙海田 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)