接枝型氨基酸分子印跡膜的制備及其手性拆分性能研究.pdf

1、氨基酸是構(gòu)成有機(jī)體蛋白質(zhì)的基本組成單元，且在食品、農(nóng)藥、藥物合成及日用化工品等領(lǐng)域都有著十分重要的作用。氨基酸是一類手性化合物，其不同對(duì)映體物理化學(xué)性質(zhì)完全相同，但卻有著迥然不同的生理活性，故氨基酸對(duì)映體的手性分離備受關(guān)注，并得到了廣泛的研究。膜拆分法是一種比較經(jīng)濟(jì)且易于規(guī)?；姆蛛x方法，但一般的分離膜缺乏對(duì)映體分離的選擇性。本課題結(jié)合了將分子印跡技術(shù)與膜技術(shù)，制備了新型的接枝型氨基酸單一對(duì)映體分子印跡膜，可有效地進(jìn)行氨基酸外消旋體的拆

2、分。通過分子設(shè)計(jì)的構(gòu)思，以氯甲基化聚砜作為基膜，采用“接枝/交聯(lián)聚合與分子印跡同步進(jìn)行”的新型表面印跡技術(shù)，分別實(shí)施了L-天冬氨酸與L-谷氨酸在其表面的接枝交聯(lián)聚合與分子印跡，制備了接枝型L-天冬氨酸分子印跡膜與L-谷氨酸分子印跡膜，考察了兩種印跡膜對(duì)氨基酸對(duì)映體的識(shí)別選擇性能和滲透分離性能。研究表明，兩種接枝型印跡膜對(duì)兩種氨基酸的對(duì)映體有著優(yōu)良的識(shí)別選擇性，能夠成功地將氨基酸對(duì)映體拆分開。本研究設(shè)計(jì)與制備接枝型氨基酸單一對(duì)映體分子印跡

3、膜的方法，具有明顯的創(chuàng)新性，在生物與醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價(jià)值與廣泛的應(yīng)用前景。
　　首先，以氯甲基化聚砜(CMPSF)溶解在N，N-二甲基乙酰胺中，添加致孔劑聚乙二醇-400，采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制得了CMPSF不對(duì)稱多孔微濾膜，然后用乙二胺對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，制備了氨化改性膜AMPSF。以過硫酸銨為引發(fā)劑，使之與膜表面的氨基構(gòu)成-NH2/S2O82-表面引發(fā)體系，實(shí)施二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)的在膜表面的接枝聚

4、合，得到功能接枝膜PSF-g-PDMAEMA?？疾炝朔磻?yīng)條件改變對(duì)反應(yīng)的影響，得到了最佳條件。采用紅外光譜(FT-IR)、光學(xué)顯微鏡(OM)及掃描電鏡(SEM)對(duì)PSF-g-PDMAEMA進(jìn)行了表征。采用紫外吸收光譜法考察研究了單體DMAEMA與天冬氨酸及谷氨酸的兩種酸性氨基酸相互作用，也通過研究PSF-g-PDMAEMA對(duì)兩種酸性氨基酸的吸附特性，進(jìn)一步考察了單體DMAEMA與兩種氨基酸分子之間的相互作用。研究結(jié)果表明，-NH2/S2

5、O82-表面引發(fā)體系中，DMAEMA在膜表面的接枝聚合能順利進(jìn)行，隨著AMPSF表面氨基鍵合量的增大，接枝度也增大。最佳的反應(yīng)溫度為50℃，最佳的過硫酸鹽濃度是單體質(zhì)量的1.0 wt％，制得的接枝膜中PDMAEMA接枝度最高為0.64mg/cm2。酸性氨基酸與DMAEMA間存在強(qiáng)靜電相互作用和氫鍵作用，PSF-g-PDMAEMA對(duì)其可產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸附效應(yīng)，在pH=4時(shí)，吸附量最大，分別可達(dá)1.43 mg/cm2、1.47 mg/cm2。紫

6、外吸收光譜和等溫吸附實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的結(jié)果均表明，功能單體DMAEMA與兩種氨基酸之間具有強(qiáng)烈的分子間作用，故本部分的研究結(jié)果為后續(xù)實(shí)施L-天冬氨酸和L-谷氨酸的分子印跡奠定了充分的理論基礎(chǔ)。
　　在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，分別以L-天冬氨酸(L-Asp)與L-谷氨酸(L-Glu)為模板對(duì)映體，采用N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)作為交聯(lián)劑，在表面引發(fā)體系-NH2/S2O82-的作用下，分別實(shí)施了L-Asp和L-Glu在膜表面的分子印跡，然

7、后將模板分子洗去，成功制得了接枝型L-天冬氨酸分子印跡膜L-Asp-MIM與L-谷氨酸分子印跡膜L-Glu-MIM。印跡膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)用FT-IR表征，表面形貌變化用OM進(jìn)行觀察，斷面的孔結(jié)構(gòu)變化由SEM觀察。在對(duì)印跡膜充分表征的基礎(chǔ)上，深入考察了反應(yīng)條件對(duì)選擇性系數(shù)的影響，確定了最佳印跡條件。最后采用靜態(tài)法與動(dòng)態(tài)滲透法研究了印跡膜對(duì)模板分子的結(jié)合與識(shí)別特性，探索了印跡膜對(duì)模板分子的滲透分離性能及其對(duì)氨基酸外消旋體的手性拆分性能。研究結(jié)果