許文靜,張文生,張社利
(焦作師范高等??茖W(xué)校 理工學(xué)院,河南 焦作 454000)
苯磺酸氨氯地平(化學(xué)名為3-乙基-5-甲基-2-(2-氨乙氧甲基)-4-(2-氯苯基)-1,4-二氫-6-甲基-3,5-吡啶二羧酸酯苯磺酸鹽)為第三代雙氫吡啶類鈣拮抗劑,因其具有服藥量低、藥效維持時(shí)間長(zhǎng)、不良反應(yīng)少和保護(hù)靶器官等優(yōu)點(diǎn),是理想的長(zhǎng)效降壓藥物,也是目前臨床上治療冠心病和高血壓的重要藥物[1-2]。
常用的分離檢測(cè)苯磺酸氨氯地平的方法包括:高效液相色譜法[3]、紫外分光光度法[4]、反相高效液相色譜法[5]和高效毛細(xì)管電泳法[6]等,其中高效液相色譜法是分離檢測(cè)苯磺酸氨氯地平的標(biāo)準(zhǔn)方法。對(duì)于生物試樣(如血漿等),常用萃取法提取其中的目標(biāo)物進(jìn)行測(cè)定,但該方法耗費(fèi)溶劑較多、對(duì)環(huán)境有污染且測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)[7]。
分子印跡聚合物是一種人工合成的以待分離分子為模板、具有分子識(shí)別功能的聚合物[8-10],具有結(jié)構(gòu)預(yù)定性、分子識(shí)別性、穩(wěn)定性好及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在生物活性物質(zhì)、農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染物等的選擇性富集、分離和檢測(cè)方面有廣泛的應(yīng)用前景[11-13]。
本工作以苯磺酸氨氯地平為模板分子、丙烯酸(AA)為單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯(lián)劑,利用本體聚合法合成了苯磺酸氨氯地平印跡聚合物(MIPs)。利用FTIR、SEM和靜態(tài)吸附等方法分析了MIPs的結(jié)構(gòu)及吸附性能,并將其作為分散劑應(yīng)用于血漿中苯磺酸氨氯地平的富集分離。
苯磺酸氨氯地平:純度大于98%,常州瑞明藥業(yè)有限公司;AA:分析純,上?;瘜W(xué)試劑公司;EGDMA:分析純,廣州雙鍵貿(mào)易有限公司;偶氮二異丁腈(AIBN):分析純,廣州化學(xué)試劑公司;氯仿、丙酮、甲醇、乙酸:分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。
Quonxe 2000 型掃描電子顯微鏡:FEI公司;LC-20AT型液相色譜儀:島津公司;Lambda 35型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、Spectrum 100型傅里葉變換紅外光譜儀:PE公司;RFJ型小型安培瓶熔封機(jī),吉首市中誠(chéng)制藥機(jī)械廠。
取苯磺酸氨氯地平0.567 1 g(1 mmol)溶于10 mL氯仿溶劑中,加入AA 0.274 5 g(4 mmol),振蕩60 min;再分別加入交聯(lián)劑EGDMA 3.76 mL(20 mmol)和AIBN 0.035 0 g,超聲振蕩20 min后通入氮?dú)?,熔封;然后置?0 ℃水浴中振蕩恒溫反應(yīng)24 h;所得塊狀聚合物經(jīng)粉碎后篩分,置于索氏抽提器中用甲醇與乙酸的混合溶液(體積比9∶1)抽提洗滌,直至抽提液用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)檢測(cè)無(wú)分子吸收;最后用甲醇將聚合物洗滌至中性,用丙酮反復(fù)沉降,除去過(guò)細(xì)粒子,80 ℃下真空干燥24 h即得到MIPs。
非印跡聚合物(NIPs)的制備按上述方法進(jìn)行,但不加苯磺酸氨氯地平。
用傅里葉變換紅外光譜儀分析MIPs和NIPs的結(jié)構(gòu),KBr壓片;用掃描電子顯微鏡對(duì)真空干燥后的MIPs和NIPs的表面形貌進(jìn)行觀察。HPLC分析以Inertsil DOS-SP(4.6 mm×150 mm×5 μm)為分離柱,流動(dòng)相為甲醇-乙腈-水的混合物(體積比為70∶22∶8),流量1.0 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)237 nm,柱溫25 ℃,進(jìn)樣量10 μL,采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。
1.4.1 吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
稱取0.5 g MIPs或NIPs,加入質(zhì)量濃度為200 mg/L的苯磺酸氨氯地平水溶液,在25 ℃恒溫?fù)u床中密閉振蕩24 h,從振蕩開(kāi)始計(jì)時(shí),分別在1,5,15,30 min 及1,3,5,7,9 h時(shí)抽取吸附液,離心分離,取上清液,用紫外分光光度計(jì)在237 nm處測(cè)定吸光度,考察MIPs或NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平分子的吸附動(dòng)力學(xué)。
1.4.2 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
精確稱取50 mg MIPs和NIPs各10份,置于150 mL磨口錐形瓶中,分別加入50 mL不同質(zhì)量濃度的苯磺酸氨氯地平水溶液,在25 ℃恒溫?fù)u床中密閉振蕩24 h后,離心分離,取上清液于237 nm 處測(cè)定其吸光度。吸附量(Q)計(jì)算公式如下:
式中,ρ0為苯磺酸氨氯地平初始質(zhì)量濃度,mg/L;ρe為苯磺酸氨氯地平平衡質(zhì)量濃度,mg/L;V為溶液體積,L;m為MIPs或NIPs的質(zhì)量,g;M為苯磺酸氨氯地平的相對(duì)分子質(zhì)量,567.05;Q1為摩爾吸附量,μmol/g;Q2為質(zhì)量吸附量,mg/g。
按文獻(xiàn)[7]報(bào)道的方法制備血漿,然后準(zhǔn)確移取0.5 mL血漿于50 mL燒杯中,加入一定量的苯磺酸氨氯地平標(biāo)準(zhǔn)溶液,混合均勻,再加入0.5 g MIPs,充分?jǐn)嚢枭鲜龌旌衔?,使待測(cè)血漿和苯磺酸氨氯地平均勻分散在MIPs中并自然風(fēng)干形成固相基質(zhì)。在5 mL的注射器中,下端墊一層濾紙,將上述固相基質(zhì)裝入,并輕輕敲實(shí),上面加蓋一層濾紙,壓緊。用4 mL正己烷分2次洗滌燒杯和玻璃棒并將洗滌液淋洗注射器,棄去淋出液。再用4 mL甲醇分2次洗滌燒杯和玻璃棒并用洗滌液洗脫注射器,然后用2 mL甲醇洗脫注射器。收集3次洗脫液,濃縮至干后,溶于1.0 mL甲醇-乙腈-水的混合物(體積比為70∶22∶8)中,進(jìn)行HPLC分析。
MIPs和NIPs的FTIR譜圖見(jiàn)圖1。
圖1 MIPs和NIPs的FTIR譜圖Fig.1 FTIR spectra of MIPs and NIPs.
從圖1可看出,2 991 cm-1處的吸收峰歸屬于C—H鍵的伸縮振動(dòng);1 479,1 392 cm-1處的吸收峰歸屬于C—H鍵的面內(nèi)彎曲振動(dòng);1 265,1 166 cm-1處的吸收峰歸屬于C—O鍵的伸縮振動(dòng)。NIPs的FTIR譜圖中,歸屬于C—H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰出現(xiàn)在3 565 cm-1處;歸屬于鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰出現(xiàn)在1 732 cm-1處。而在MIPs的FTIR譜圖中,上述吸收峰分別移至3 454 cm-1和1 700 cm-1處,峰形與NIPs相比略有變化。表征結(jié)果顯示,MIPs和NIPs的吸收峰具有相似的峰型和基本相同的峰位置,說(shuō)明苯磺酸氨氯地平分子與AA和EGDMA分子之間的作用力為分子間作用力和氫鍵。
MIPs和NIPs的SEM照片見(jiàn)圖2。從圖2可看出,兩者均具有不規(guī)則形貌的特征,這是由于制作過(guò)程中的粉碎研磨導(dǎo)致的。從圖2a可看出,MIPs表面突起多而明顯。對(duì)比圖2c和d可看出,MIPs的表面粗糙,孔穴多而大;而NIPs的表面較致密,孔穴少而小。表征結(jié)果顯示,在MIPs中形成了與苯磺酸氨氯地平分子相匹配的立體孔穴。這種帶有苯磺酸氨氯地平分子印跡的立體孔穴有利于提高吸附性能,從而提高了MIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附性和選擇性。
圖2 MIPs和NIPs的SEM照片F(xiàn)ig.2 SEM images of MIPs and NIPs.
MIPs和NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附動(dòng)力學(xué)曲線見(jiàn)圖3。由圖3可知,MIPs和NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量均在起始階段迅速增加,MIPs在前15 min內(nèi)的吸附量即達(dá)到292 μmol/g,為平衡吸附量的97%,接近吸附平衡狀態(tài);NIPs在15 min內(nèi)的吸附量達(dá)到215 μmol/g,為平衡吸附量的90%,也接近吸附平衡狀態(tài)。MIPs比NIPs的吸附量提高了36%,說(shuō)明MIPs比NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量大、吸附平衡時(shí)間稍短、吸附性能好。
圖3 MIPs和NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附動(dòng)力學(xué)曲線Fig.3 Adsorption kinetics curves of amlodipine besylate on MIPs and NIPs.
MIPs和NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附等溫線見(jiàn)圖4。從圖4可看出,隨苯磺酸氨氯地平初始質(zhì)量濃度從40 mg/L增至220 mg/L,MIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量從32.2 mg/g增至124.2 mg/g,而NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量從22.9 mg/g增至96.6 mg/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量明顯高于NIPs。這是因?yàn)椋谟≯E過(guò)程中苯磺酸氨氯地平分子在MIPs中留下了與之空間結(jié)構(gòu)相匹配的具有多重作用點(diǎn)的立體空穴,這種空穴對(duì)苯磺酸氨氯地平具有高度親和力和特異識(shí)別性,而NIPs中功能團(tuán)的分布是任意的,沒(méi)有形成與苯磺酸氨氯地平分子在空間結(jié)構(gòu)上互補(bǔ)的分子識(shí)別位點(diǎn),對(duì)苯磺酸氨氯地平?jīng)]有特異選擇性。
圖4 MIPs與NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附等溫線Fig.4 Adsorption isotherms of amlodipine besylate on MIPs and NIPs.
為考察M I P s表面位點(diǎn)的分布特征,用Scatchard等溫吸附模型分析了MIPs的吸附等溫線(見(jiàn)式(3)):
式中,KD為親和位點(diǎn)的平衡離解常數(shù);Qmax為最大表觀吸附量,mg/g。
苯磺酸氨氯地平在MIPs上的 Scatchard 吸附等溫線見(jiàn)圖5。從圖5可看出,Q/ρe~Q呈2條斜率不同的直線,說(shuō)明MIPs中主要存在2種不同類型的親和位點(diǎn)。由斜率和截距可求得這2種親和位點(diǎn)的KD和Qmax:高親和位點(diǎn)的KD1=129.70 mg/L,Qmax1=309.49 mg/g;低親和位點(diǎn)的KD2=8.56 mg/L,Qmax2=71.39 mg/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MIPs表面2種親和位點(diǎn)對(duì)苯磺酸氨氯地平的最大表觀吸附量分別為309.49 mg/g和71.39 mg/g。
圖5 苯磺酸氨氯地平在MIPs上的 Scatchard 吸附等溫線Fig.5 Scatchard adsorption isotherms of amlodipine besylate on MIPs.
利用MIPs分散劑將含苯磺酸氨氯地平的血漿制成固相基質(zhì),經(jīng)前處理后可在HPLC上檢測(cè)血漿中的苯磺酸氨氯地平的含量。分散劑處理后血漿的HPLC譜圖見(jiàn)圖6。從圖6可看出,保留時(shí)間為3.9 min的吸收峰歸屬于苯磺酸氨氯地平。以MIPs為分散劑時(shí)苯磺酸氨氯地平的加標(biāo)回收率為95.4%,而以NIPs為分散劑時(shí)的加標(biāo)回收率較低,血漿中的雜質(zhì)不會(huì)干擾目標(biāo)化合物的測(cè)定。對(duì)圖6中B譜線的峰面積積分,得線性回歸方程y=23 022.1x-5.731,線性范圍0.5~20.0 μg/L,線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 9,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD=1.4%,最低檢測(cè)限0.5 μg/L,定量限為1.7 μg/L,符合生物試樣的分析要求。應(yīng)用結(jié)果表明,MIPs可對(duì)血漿中的苯磺酸氨氯地平進(jìn)行有效地富集分離,且溶劑用量少,加標(biāo)回收率高,操作簡(jiǎn)單易行。
圖6 分散劑處理后血漿的HPLC譜圖Fig.6 HPLC analysis of blood plasma after treatment with dispersants.
1)以苯磺酸氨氯地平為模板分子、AA為單體、EGDMA為交聯(lián)劑,采用本體聚合法合成了MIPs。MIPs具有與苯磺酸氨氯地平分子相匹配的孔穴,且孔穴中含有與苯磺酸氨氯地平空間結(jié)構(gòu)相匹配的識(shí)別位點(diǎn),從而增加了MIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附性和選擇性。
2)MIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量比NIPs對(duì)苯磺酸氨氯地平的吸附量提高了36%。MIPs表面存在2種不同性質(zhì)的親和位點(diǎn),對(duì)苯磺酸氨氯地平的最大表觀吸附量分別為309.49 mg/g和71.39 mg/g。
3)MIPs可對(duì)血漿中的苯磺酸氨氯地平進(jìn)行有效地富集分離,加標(biāo)回收率95.4%,血漿中的雜質(zhì)不會(huì)干擾目標(biāo)化合物的測(cè)定,最低檢測(cè)限0.5 μg/L,定量限為1.7 μg/L,符合生物試樣的分析要求,且溶劑用量少,操作簡(jiǎn)單易行。
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