分子印跡檢測磺胺甲基異惡唑結(jié)合特性研究

何丹鳳，王俊濤

( 1.大慶師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶 163712；2. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 文理學(xué)院，黑龍江 大慶160039)

0 引 言

磺胺類藥物是人工合成的應(yīng)用最早的化學(xué)藥品，由于抗菌譜廣，價格低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使用方便，既可注射用，又可內(nèi)服，特別是高效、長效、廣譜的磺胺藥和增效劑合成以來，使磺胺類藥獸醫(yī)臨床上應(yīng)用僅次于抗生素。臨床中, 磺胺類藥物常與其他增效劑同時使用, 食用含有這種藥及其代謝的肉制品對人體有害，同時存在用量大、不良反應(yīng)較多、細菌易產(chǎn)生耐藥性等缺點[1]。目前，中國、歐盟、美國、日本等均將磺胺類藥物列為動物飼養(yǎng)過程中限制使用的藥物，因此，制備對其具有選擇性識別能力的分離富集材料具有非常重要的意義。本文制備了磺胺甲基異惡唑的分子印跡聚合物，并研究了其分子識別性能，為復(fù)雜樣品中的磺胺甲基異惡唑的選擇性富集及快速檢測提供了有價值的參考[2]。

1 試驗方法和試驗方案

1)采用高效液相色譜法對磺胺甲基異惡唑分子印跡聚合物測定方法進行了系統(tǒng)的研究，以甲醇和水為流動相，選擇梯度洗脫方式，采用非均一的各組分的最大吸收波長作為檢測波長，實現(xiàn)了磺胺甲基異惡唑分子印跡聚合物測定。經(jīng)實際樣品檢測和分析性能研究表明，該方法簡單快速，準確可靠。

2)磺胺甲基異惡唑分子聚合物的制備。準確稱取1 mmol磺胺甲基異惡唑及4mmol甲基丙烯酸溶于10.0 mL氯仿中，震蕩1h，使模板分子和功能單體充分作用，再加入4mmolPETRA交聯(lián)劑和40 mg引發(fā)劑AIBN，轉(zhuǎn)入安培瓶，超聲脫氣5 min，通氮15 min，真空封管，放入60℃流動恒溫水浴中聚合反應(yīng)24 h。將得到的棒狀聚合物粉碎研磨并過100μm篩，使用20 %乙酸-甲醇混合溶劑洗去印跡分子及未反應(yīng)的化合物，最后用甲醇洗至聚合物呈中性。用丙酮反復(fù)沉降除去過細聚合物顆粒，室溫下干燥保存。非印跡聚合物的合成除不加印跡分子以外，其他條件及步驟同上。

結(jié)合試驗配置一定濃度范圍的磺胺甲基異惡唑-氯仿溶液。用紫外可見分光光度計在481 nm處測定溶液中的磺胺甲基異惡唑的吸光度，繪制出濃度( c)—吸光度( A)標準曲線。稱取50.0 mg分子印跡聚合物，置于10 mL具塞比色管中，加入5 mL磺胺甲基異惡唑標準溶液，放入流動恒溫水浴中。在室溫下反應(yīng)24 h后，高速離心，取適量吸附液稀釋至一定體積，搖勻，用紫外分光光度計測定平衡吸附液中底物的濃度，計算印跡聚合物對磺胺甲基異惡唑的結(jié)合量Q，平行測定三次取平均值。印跡聚合物對磺胺甲基異惡唑衍生物的吸附量及非印跡聚合物吸附量的計算方法同上。

2 實驗分析

2.1 印跡分子與功能單體的相互作用

根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的基團形成氫鍵的能力推測，MAA上的羧基能夠與磺胺甲基異惡唑分子中的對氨基苯磺酰胺基成鍵，從而使磺胺甲基異惡唑與酸性功能單體MAA之間可以產(chǎn)生非共價作用而進行分子自組織排列，由此可以推斷印跡聚合物中結(jié)合位點的形成。除去模板分子后，在印跡聚合物中形成了與模板分子結(jié)構(gòu)互補的網(wǎng)狀孔穴，這些孔穴中的結(jié)合位點能夠識別出底物分子結(jié)構(gòu)的差別，因此可用于模板分子及其結(jié)構(gòu)類似物的分離[3]。

圖1 磺胺甲基異惡唑在印跡聚合物上的吸附等溫線 圖2 印跡聚合物的Scatchard圖

2.2 印跡聚合物的吸附性能

在分子印跡的研究當中，常常使用Scatchard模型評價分子印跡聚合物的結(jié)合特性。我們使用靜態(tài)平衡結(jié)合法，分別測定了磺胺甲基異惡唑在0～5mmol/L范圍內(nèi)的結(jié)合等溫線,如圖1所示，獲得的數(shù)據(jù)用于Scatchard分析[4]，Scatchard方程如下：

Q/SMZ= (Qmax-Q)/Kd

其中，Kd是結(jié)合位點的平衡離解常數(shù)，Qmax代表結(jié)合位點的最大結(jié)合量，SMZ表示底物在上清液中的平衡濃度。

根據(jù)上式，以Q/SMZ對Q作圖得到圖2。由圖2可見，在Scatacard圖中，Q/SMZ對Q明顯呈非線性關(guān)系，但是圖中的兩個部分卻可以呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系，表明印跡聚合物對印跡分子的作用不是完全等價的，可以分為兩種方式，這是一種常常出現(xiàn)的情況?？赡茉蚴枪δ軉误w與印跡分子之間存在多種相互作用，可以形成多種不同組成的復(fù)合物，在聚合反應(yīng)不同的時期均能夠進入到空腔當中。對圖2中的兩段線性明顯較好的部分分別進行擬合，得到擬合線性方程：

高親和力位點Q/CSudan red=-2.1806Q+138.94(r=0.9796)

低親和力位點Q/CSudan red=-0.4603Q+83.99(r=0.9821)

由線性方程的斜率和截距可以求得，此印跡聚合物高親和力結(jié)合位點的Kd1=4.48×10-4mol/L,Qmax1=64.02μmol/g，低親和力結(jié)合位點的Kd2=2.09×10-3mol/L，Qmax2=184.03μmol/g。

3 結(jié)語

采用分子印跡技術(shù)，以甲基丙烯酸為功能單體，季戊四醇三丙烯酸酯為交聯(lián)劑，氯仿為溶劑，偶氮二異丁腈做引發(fā)劑，合成出對磺胺甲基異惡唑有特殊選擇能力的印跡聚合物?；前芳谆悙哼蛴≯E聚合物的離解常數(shù)分別為4.48×10-4mol/L和2.09×10-3mol/L，表觀最大吸附量為184.03μmol/g；該聚合物具有熱穩(wěn)定性好、機械穩(wěn)定性高和可長期使用的特點，有望用作固相萃取的吸附劑來選擇性富集及快速檢測復(fù)雜生物樣品中的磺胺甲基異惡唑。

[參考文獻]

[1] 劉慧君，項偉中，徐偉箭，等.磺胺二甲嘧啶分子印跡聚合物的合成及其識別性能[J].應(yīng)用化學(xué),2005,22(1):83-86.

[2] 孫健，王進科，李萍.分子烙印技術(shù)及其在藥物研究中的應(yīng)用[J].江蘇藥學(xué)與臨床研究,2005,13(3): 9-12.

[3] 孫慧，董襄朝.分子技術(shù)在藥物分離和固相萃取中的應(yīng)用研究[J].化學(xué)學(xué)報,2002,13(5): 19-23.

[4] 王吉吉，劉廣文，張宏偉.磺胺甲基異惡唑一號及其檢測方法[J].肉品衛(wèi)生，2005,5(1): 24-26.