專利名稱：分離苯丙氨酸異構體的分子印跡cs/teos雜化膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于分離苯丙氨酸異構體(D，L-Phe)的分子印跡CS/TEOS雜化膜的制備方法。屬于有機-無機雜化膜的膜技術。
背景技術：
手性是自然界的普遍特征，構成生命活動基礎的大分子如蛋白質、多糖、核酸等幾乎全是手性的，人工合成產品如醫藥等也存在大量的手性物質，它們的理化性質相似，但生物活性卻往往有很大差別，因此，手性物質的拆分具有非常重要的意義。由于手性物質的分子式完全相同，物理化學性質極其相似，手性物質的分離難度很大，手性物質的拆分一直被認為是化合物分離領域最困難的過程之一。
氨基酸是構成蛋白質等生物大分子的基本成分，大多具有手性異構體。目前，國內外關于手性氨基酸類物質拆分的分子印跡技術的文獻報道大多是采用對氨基酸先衍生后印跡的方法，制備過程繁瑣。這是由于氨基酸屬于兩性離子，在有機溶劑中溶解度很低，而目前分子印跡技術多局限于非水體系造成的。事實上，天然的分子識別系統大都是在水性環境中進行的，對于包括氨基酸在內的生物分子而言，在有機溶劑中印跡和識別除了溶解度問題外，還存在失活等問題，因而開發用于水相印跡與識別的分子印跡技術顯得極為迫切。到目前為止，已經有了一些這方面的研究工作的開展與報道，但效果卻往往不令人滿意。作為分離領域重要的研究方向之一，分子印跡膜在手性拆分方面包括水性體系手性拆分取得了一些進展。分子印跡技術，正是通過模擬自然界所存在的這種分子識別作用，在聚合物材料中引入分子識別位點，制備在空間和結合位點上與目標分子完美匹配的聚合物，即分子印跡聚合物(MIP)，以實現對目標分子的特異性選擇。MIP也因其卓越的性能廣泛應用于色譜分離、固相萃取、生物傳感、膜分離、模擬酶催化等諸多領域，顯示出良好的發展與應用前景。
目前常用的分子印跡膜材料主要分為無機膜材料、有機(高分子)膜材料及有機-無機雜化膜材料。無機材料制備的分子印跡膜具有識別能力高的優點，但脆性較大，制備工藝復雜，適用的印跡分子范圍有限。有機膜材料具有易于成膜的優點，但識別性能好的膜往往通量太小，而通量較大的有機膜，往往溶脹度較大，識別位點的結構維持能力較差，致使分離性能降低。有機-無機雜化的方法對提高本身溶脹度較大的高聚物膜的抗溶脹性能和機械強度是一種新穎而有效的手段。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于分離苯丙氨酸異構體(D，L-Phe)的分子印跡CS/TEOS雜化膜的制備方法。以此方法制備的雜化膜能夠有效地分離手性物質D-Phe和L-Phe的混合物，且其分離效果優于對應的非印跡雜化膜和分子印跡純有機膜。
本發明是通過如下技術方案實現的，(1)鑄膜液的配制將1g殼聚糖(CS)加入到50ml的質量含量為2％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到質量含量為2％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該殼聚糖溶液中加入0.2～3g的正硅酸乙酯(TEOS)，攪拌充分后再向其中加入6～18ml的0.1M的L-苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12h后即得到鑄膜液。
(2)膜的制備將步驟(1)配制好的鑄膜液用篩網過濾以除去雜質，然后靜置脫泡，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24～36h后，鑄膜液不再粘稠，即制成光滑且透明的膜。
(3)將步驟(2)制備好的膜在100～140℃下進行熱處理1～3小時，用去離子水反復清洗，清洗液用高效液相色譜檢測，直至洗滌液中檢測不到L-苯丙氨酸為止，即得到分子印跡CS/TEOS雜化膜。
本發明的優點在于制備方法簡便，加入無機材料后，膜的抗溶脹性能和對手性異構體的拆分能力均得到提高。
具體實施例方式
實施例一分子印跡CS/TEOS有機-無機雜化膜(膜1)的制備將1g的殼聚糖(CS)加入到50ml的2wt.％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到2wt.％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該溶液中加入0.75g的正硅酸乙酯(TEOS)，攪拌充分后再向其中加入6ml 0.1M的L-苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12h，靜置脫泡后，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24h后，鑄膜液不再粘稠，在有機玻璃板上形成光滑且透明的薄膜，此時緩慢地將膜從基板上剝離，得到分子印跡CS/TEOS雜化膜。然后將所得膜放入干燥箱中在100℃進行熱處理2h，再用去離子水反復清洗，清洗液用高效液相色譜檢測，直至洗滌液中檢測不到L-Phe為止。即制得所需的分子印跡CS/TEOS雜化膜。
所制得的分子印跡CS/TEOS雜化膜經過掃描電鏡分析，紅外光譜分析，熱重分析和X射線衍射分析，該膜具有致密的結構，有機和無機組分之間沒有明顯的相分離發生。當用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時，分離因子達1.04。
實施例二分子印跡CS/TEOS有機-無機雜化膜(膜2)的制備將1g的殼聚糖(CS)加入到50ml的2wt.％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到2wt.％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該溶液中加入1.5g的正硅酸乙酯(TEOS)，攪拌充分后再向其中加入6ml 0.1M的L-苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12h，靜置脫泡后，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24h后，鑄膜液不再粘稠，在有機玻璃板上形成光滑且透明的薄膜，此時緩慢地將膜從基板上剝離，得到分子印跡CS/TEOS雜化膜。然后將所得膜放入干燥箱中在100℃進行熱處理2h，再用去離子水反復清洗，清洗液用高效液相色譜檢測，直至洗滌液中檢測不到L-Phe為止。即制得所需的分子印跡CS/TEOS雜化膜。
所制得的分子印跡CS/TEOS雜化膜經過掃描電鏡分析，紅外光譜分析，熱重分析和X射線衍射分析，該膜具有致密的結構，有機和無機組分之間沒有明顯的相分離發生。當用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時，分離因子達1.14。
實施例三分子印跡CS/TEOS有機-無機雜化膜(膜3)的制備將1g的殼聚糖(CS)加入到50ml的2wt.％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到2wt.％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該溶液中加入2.5g的正硅酸乙酯(TEOS)，攪拌充分后再向其中加入10ml 0.1M的L-苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12h，靜置脫泡后，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24h后，鑄膜液不再粘稠，在有機玻璃板上形成光滑且透明的薄膜，此時緩慢地將膜從基板上剝離，得到分子印跡CS/TEOS雜化膜。然后將所得膜放入干燥箱中在100℃進行熱處理2h，再用去離子水反復清洗，清洗液用高效液相色譜檢測，直至洗滌液中檢測不到L-Phe為止。即制得所需的分子印跡CS/TEOS雜化膜。
所制得的分子印跡CS/TEOS雜化膜經過掃描電鏡分析，紅外光譜分析，熱重分析和X射線衍射分析，該膜具有致密的結構，有機和無機組分之間沒有明顯的相分離發生。當用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時，分離因子達1.28。
實施例四分子印跡CS/TEOS有機-無機雜化膜(膜4)的制備將1g的殼聚糖(CS)加入到50ml的2wt.％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到2wt.％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該溶液中加入1.5g的正硅酸乙酯(TEOS)，攪拌充分后再向其中加入6ml 0.1M的L-苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12h，靜置脫泡后，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24h后，鑄膜液不再粘稠，在有機玻璃板上形成光滑且透明的薄膜，此時緩慢地將膜從基板上剝離，得到分子印跡CS/TEOS雜化膜。然后將所得膜放入干燥箱中在120℃進行熱處理2h，再用去離子水反復清洗，清洗液用高效液相色譜檢測，直至洗滌液中檢測不到L-Phe為止。即制得本實驗所需的分子印跡CS/TEOS雜化膜。
所制得的分子印跡CS/TEOS雜化膜經過掃描電鏡分析，紅外光譜分析，熱重分析和X射線衍射分析，該膜具有致密的結構，有機和無機組分之間沒有明顯的相分離發生。當用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時，分離因子達1.26。
對比例一分子印跡殼聚糖膜(膜5)的制備稱取1g CS和0.1g的L-Phe加入到50ml的2wt％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌6h，用濾布過濾除去不溶部分，得到鑄膜液，靜置脫泡。將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈玻璃板上，流延，在室溫下干燥24h后，鑄膜液不再粘稠，在玻璃板上形成光滑且透明的薄膜，此時緩慢地將膜從基板上剝離，得到分子印跡CS膜，將所得膜放入干燥箱中在120℃進行熱處理2h。而后將膜置于0.5M硫酸溶液中浸泡24h，然后用去離子水反復清洗至中性。即制得本實驗所需的分子印跡CS膜。
所制得的分子印跡CS膜經過掃描電鏡分析，紅外光譜分析，熱重分析和X射線衍射分析，該膜具有均相致密的結構。當用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時，分離因子達1.03。
對比例二空白CS/TEOS雜化膜(膜6)的制備將1g的殼聚糖(CS)加入到50ml的2wt.％醋酸水溶液中，60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到2wt.％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該溶液中加入1.5g的正硅酸乙酯(TEOS)，充分攪拌后，靜置脫泡，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24h后，鑄膜液不再粘稠，在有機玻璃板上形成光滑且透明的薄膜，此時緩慢地將膜從基板上剝離，得到空白CS/TEOS雜化膜。然后將所得膜放入干燥箱中在120℃進行熱處理2h。即制得所需的空白CS/TEOS雜化膜。
所制得的空白CS/TEOS雜化膜經過掃描電鏡分析，紅外光譜分析，熱重分析和X射線衍射分析，該膜具有致密的結構，有機和無機組分之間沒有明顯的相分離發生。當用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時，分離因子達0.95。
表1所示為實施例所制得的膜1，膜2，膜3，膜4和對比例所制得的膜5，膜6的用于分離濃度均為0.5mM的L，D-Phe的原料液時的分離因子。
表1
權利要求
1.一種分離苯丙氨酸異構體的殼聚糖/正硅酸乙酯雜化膜的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)鑄膜液的配制將1g殼聚糖加入到50ml的質量含量為2％醋酸水溶液中，在60℃水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到質量含量為2％的殼聚糖溶液。攪拌條件下向該殼聚糖溶液中加入0.2～3g的正硅酸乙酯，攪拌充分后再向其中加入6～18ml 0.1M的L-苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12小時后即配成鑄膜液；(2)膜的制備將步驟(1)配制好的鑄膜液用篩網過濾以除去雜質，然后靜置脫泡，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，在室溫下干燥24～36小時后，鑄膜液不再粘稠，即制成光滑且透明的膜；(3)將步驟(2)制備的膜在100～140℃下進行熱處理1～3小時，用去離子水反復清洗，清洗液用高效液相色譜檢測，直至洗滌液中檢測不到L-苯丙氨酸為止，即得到分子印跡殼聚糖/正硅酸乙酯雜化膜。
全文摘要
本發明公開了一種分離水溶液中苯丙氨酸異構體的分子印跡殼聚糖/正硅酸乙酯雜化膜的制備方法。該方法過程為將殼聚糖加入到含量為2％醋酸水溶液中，水浴下攪拌至殼聚糖溶解，用濾布過濾除去不溶部分，得到殼聚糖溶液。攪拌條件下向該殼聚糖溶液中按比例加入一定量的正硅酸乙酯，充分攪拌后再向其中加入0.1M的L－苯丙氨酸水溶液，繼續攪拌12h，靜置脫泡后，將鑄膜液傾倒在水平放置的潔凈有機玻璃板上，流延，形成光滑且透明的薄膜。將所得膜熱處理及水洗。本發明的優點在于制備方法簡便，所制得的分子印跡殼聚糖/正硅酸乙酯膜致密，沒有明顯的相分離發生，且機械強度好，對苯丙氨酸異構體混合物具有良好的分離效果。
文檔編號B01D71/70GK1843598SQ20061001333
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月20日 優先權日2006年3月20日
發明者吳洪, 姜忠義, 喻應霞, 趙艷艷 申請人:天津大學