松香基高分子印迹柱分离10-羟基喜树碱及其构效关系研究

This project aims at the synthesis of molecular imprinted polymer with modified rosin as monomer, and 10-hydroxycamptothecin(10-HCPT) as the template. This polymer then will be used for the preparation of imprinted chromatography column, which can be installed in HPLC instrument to establish on-line identification and separation MIPs-HPLC system. This system can be employed to detect and separate 10-hydroxycamptothecin, an effective anti-cancer drug. To obtained molecular imprinted polymer column with high performance, factors influencing the properties of molecular imprinted polymer will be investigated. These factors include template molecules, cross-linking agents, solvent, polymerization time and process. The retention factor and partition coefficient of the modified rosin-based imprinted polymer chromatography column will be explored. The separation conditions of 10-HCPT on MIPs-HPLC system will be discussed and optimized. The structure-activity relationship between 10-HCPT and polymer structure, degree of crosslinking, specific surface, bore diameter, poriness, will be investigated. The modified rosin-based molecularly imprinted polymeric column possesses excellent mechanical strength and high pressure resistance owing to the use of huge bore diameter of polymers synthesized from the large framework monomers, which is prepared from inexpensive, non-toxic and environmental friendly starting materials. This work will provide new method and theoretical basis for exploring novel application of rosin and the separation of anti-cancer drugs from plant extracts.

项目以改性松香为单体，以10-羟基喜树碱（喜树碱、甲基喜树碱）为模板分子，经聚合、交联合成松香基分子印迹聚合物，制备松香基高分子印迹柱，建立MIPs-HPLC在线检测分离系统分离抗癌药物10-羟基喜树碱。探索模板分子、交联剂、溶剂、反应时间、聚合方法等因素对分子印迹聚合物性能的影响，筛选出能有效分离10-羟基喜树碱的松香基分子印迹柱；研究松香基高分子印迹柱分离10-羟基喜树碱的印迹指数、分离系数及MIPs-HPLC系统分离抗癌药物10-羟基喜树碱的分离条件；研究分子印迹聚合物的结构、交联度、比表面、孔径、孔隙率与被分离成分（10-羟基喜树碱）间的选择性构效关系。以松香基高分子作为印迹柱具有以下特点：一是单体分子骨架较大，可以合成孔径较大的分子印迹聚合物，印迹柱的机械强度好，可以耐高压；二是原料价格低廉，无毒环保。因此，本项目的研究将为探索松香新的应用领域、分离抗癌药物提供新的方法和理论。

项目以松香为原料制备改性松香，通过接枝可聚合基团制备松香基聚合单体马来海松酸丙烯酸乙二醇双酯、马来海松酸丙烯酸乙二醇三酯和丙烯海松酸丙烯酸乙二醇酯，采用IF、UV、NMR、GPC、HPLC等对其进行表征，优化并确定该单体的制备工艺。以马来海松酸丙烯酸乙二醇酯为聚合单体，采用悬浮聚合法制备了松香基吸附分离微球树脂Rm131。以马来海松酸丙烯酸乙二醇酯、丙烯海松酸丙烯酸乙二醇酯为聚合单体，采用微悬浮自由基聚合法制备了松香基吸附分离微球树脂Ru131和Ru232。采用单因素实验考察了分散剂用量、搅拌速度、油水比、共聚单体种类及用量和致孔剂种类及用量等因素对Rm131、Ru232的粒径分布、交联度、机械强度、软化点、酸值、比表面积及孔径分布的影响，确定了最佳工艺条件。. 以喜树碱为模板，DT1为功能单体，马来松香丙烯酸乙二醇酯和DT2为复合交联剂，采用悬浮聚合法，合成了松香基手性高分子印迹聚合物，研究了聚合物的吸附性能，将其作为固定相，制备了松香基手性高分子印迹色谱柱。探索了松香基手性高分子色谱柱分离喜树碱和10-羟基喜树碱的分离条件及热力学函数，色谱流动相为0.0025%醋酸甲醇溶液、柱温为36℃、流速为0.3mL/min条件下，喜树碱和10-羟基喜树碱的分离度为2.14，可以完全分离，测定了分离过程中热力学数据，分离为自发过程。以紫杉醇为模板，采用微悬浮聚合的方式合成了紫杉醇分子印迹聚合物，以MIP2及NIP2为色谱填料分离紫杉醇和多烯紫杉醇，印迹因子为2.67，分离因子为2.54,测定了松香基手性高分子印迹色谱柱的热力学数据。. 采用松香基手性高分子色谱柱对喜树碱和10-羟基喜树碱、紫杉醇和多烯紫杉醇、延胡索乙素和盐酸小檗碱、茶碱和咖啡因、天麻素和其衍生物4-甲氧基苯基β-D-吡喃葡萄糖苷、苯基β-D-吡喃葡萄糖苷等药物分离，考察了流动相与柱温对分离效果影响，建立了生物碱分子尺寸与松香基微球孔结构之间的构效关系。. 以松香基高分子作为印迹柱具有以下特点：一是单体分子骨架较大，可以合成孔径较大的分子印迹聚合物，印迹柱的机械强度好，耐高压；二是原料价格低廉，无毒环保。因此，本项目的研究结果将为探索松香新的应用领域、分离抗癌药物提供新的方法和理论。