基于牺牲硅胶分子印迹聚合物的模拟移动床色谱分离紫杉醇的研究

分子印迹聚合物（MIP）是一种对特定目标分子具有高度选择性的高分子材料，模拟移动床色谱（SMBC）在中药有效成分的制备分离中优势凸显。本研究拟将SMBC与MIP有机结合，构建一种新型的高效分离系统MIP－SMBC，以期高纯度、制备量获取中药及天然药物中活性强、含量低的有效成分。在前期研究中，我们以抗癌中药生物碱长春碱、紫杉醇等为模板分子采用硅胶表面印迹法制备了MIP，该聚合物对模板分子具有特异的选择性，但作为色谱填料，存在柱压高、载样量小等不足。本项目在此基础上，设计并合成了以硅胶为牺牲载体的具有优良的色谱性能的新型MIP，用作SMBC的固定相，采用建立的数字化模型制备量分离紫杉醇，并对分离机理进行探讨。将MIP的高度选择性、化学稳定性与SMBC的高容量MIP结合，最终实现紫杉醇特异性、制备量的分离。本项目成果可推广于其他抗癌生物碱的分离，对提升产品品质、提高国际竞争力具有重要的现实意义。

背景：紫杉醇（Taxol）是从红豆杉属（Taxus）植物中分离得到的四环二萜类化合物，是当今公认的最有效的抗癌制剂之一，具有稳定微管并促进其聚合和组装的独特作用。目前紫杉醇的分离主要采用传统的液相色谱方法以及一些较先进的分离手段，如高效液相色谱、胶束电动色谱以及高速逆流色谱等，这些方法的共同缺点就是负载量小，紫杉醇与三尖杉宁碱不能完全分开，而且在纯化过程中损失也多，难以同时得到高纯度、高收率的产品，因此研发新型的高效分离技术从红豆杉枝叶中特异性地分离紫杉醇是一项非常具有实际应用价值和重要应用前景的工作。. 成果：1.建立一套检验紫杉醇纯度的方法，包括薄层色谱法和高效液相色谱法。2.探究紫杉醇在不同溶剂中的紫外吸收，确定紫外分析的最佳溶剂。3.用紫外光谱选择功能单体，模板分子和功能单体在聚合前能否通过分子间相互作用形成稳定的主客体复合物，是获得高亲和性和选择性印迹聚合物的关键。因此，选择合适的功能单体对制备高识别性能的分子印迹聚合物是非常重要的。4.测定紫外标准工作曲线，得回归方程Y =41102.167X - 0.001158667，其中R=0.99983，线性关系良好。5.模板分子聚合物（MIP）的合成及测定：以牺牲硅胶的方法来制备MIP，并且计算得出聚合物对紫杉醇的结合量。6.计算机模拟探讨：在MIP合成中，MIP 从设计、制备到评价的周期长，盲目性较大，优化过程繁琐而费时。计算机模拟中，当功能单体与模板之间具有足够强的相互作用，而且功能单体-模板处于合适的比例时，合成的MIP具有最好的识别性能。在计算机模拟的开始，我们首先尝试了各种量子化学计算方法，选择出适合于紫杉醇印迹的模拟方法。我们主要尝试了分子力场、半经验的计算方法和从头算的方法。在半经验的计算方法中，我们先后尝试了CNDO、MINDO、AM1、PM3 方法。在这些半经验方法中，只有 AM1和 PM3 考虑了氢键相互作用，经过比较，我们认为 PM3 比 AM1更好地描述印迹体系，因此计算模拟中，我们都使用了 PM3 方法。 选择常见功能单体，构建功能单体虚拟库。包括：三氟甲基丙烯酸（TFMAA）、甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酰胺（AM）、丙烯酰氯（AC）、丙烯酸（AA）、2-乙烯基吡啶（2-VP），通过结合能大小选出与紫杉醇最佳匹配的功能单体，结果最佳功单为丙烯酰胺。