米諾地爾分子印跡聚合物的制備與吸附性能

韓 飛， 王苗苗， 李慕春*， 方靜涵

（新疆維吾爾自治區分析測試研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

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米諾地爾分子印跡聚合物的制備與吸附性能

韓 飛， 王苗苗， 李慕春*， 方靜涵

（新疆維吾爾自治區分析測試研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

摘 要：以吸附量為評價指標，篩選米諾地爾分子印跡聚合物的合成條件。結果表明，制備該聚合物的較佳反應條件是V(甲醇)/V(乙腈)＝1∶3為致孔劑、α-甲基丙烯酸（MAA）為功能單體、n(米諾地爾)/n(MAA)/n(交聯劑)＝1∶6∶20，采用篩選出的合成條件制備出的分子印跡聚合物，對模板分子有良好的吸附性能。

關鍵詞：米諾地爾；分子印跡聚合物；制備；吸附

分子印跡技術（molecular imprinting technique, MIT）是以目標分子為模板，通過功能單體與模板的相互作用，使功能單體聚集在模板周圍形成一種可逆的復合物。功能單體與交聯劑在致孔劑的作用下發生共聚反應生成高聚物，最后再將模板從高聚物中洗脫出來，所生成的高聚物即為分子印跡聚合物[1]。因為在制備過程中留下了與模板分子空間結構匹配、官能團相互作用的孔穴，所以分子印跡聚合物對模板分子具有較強的選擇吸附能力。分子印跡技術以其特異識別性、結構預定性和廣泛實用性，已在生物模擬物、色譜分離、固相萃取、結構類似物的篩選等領域展現了非常好的應用前景[2-5]。

米諾地爾，化學名為 6-(哌嗪基)-2,4-嘧啶二胺-3-氧化物，結構如圖1，又名長壓定、哌嘧啶二胺、降壓定、敏樂血定、敏樂定，米諾地爾是一種二型的5α還原酶抑制劑。因為米諾地爾在高血壓的治療中發現其可使毛發變長變粗的作用，所以目前它被開發應用作為治療男性禿發的外用藥物。到目前為止米諾地爾引起頭發生長的機制仍然沒有完全解釋清楚，認為其中包含了多種途徑。雖然它對生發的機理還未清楚，但是該藥的擴張血管能力提示，它可能是通過增大血液供應而使毛發生長。據有關報道，米諾地爾對治療斑禿也有一定的作用[6]。也有報道表明米諾地爾直接影響角化細胞的生長，增強培養基中角化細胞的存活率和延長了細胞的壽命[7]。1988年美國FDA批準米諾地爾可用于治療男性雄激素性脫發。

圖1 米諾地爾化學結構式

本文以米諾地爾為模板分子，篩選合成的反應條件，聚合了米諾地爾分子印跡聚合物，通過平衡吸附實驗來研究該印跡聚合物對米諾地爾的選擇吸附性能。實驗結果可以為從復雜的天然產物中高效篩選米諾地爾結構類似物，提供實驗依據。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

米諾地爾（純度≥99%，上海士鋒生物科技有限公司），甲醇（AR，天津市富宇精細化學有限公司），乙腈（AR，天津市富宇精細化學有限公司），α-甲基丙烯酸（MAA，AR，成都市科龍化工試劑廠），4-乙烯基吡啶（4-VP，澳德思奇上海貿易有限公司），丙烯酰胺（AR，成都市科龍化工試劑廠），乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA，澳德思奇上海貿易有限公司），偶氮二異丁腈（AIBN，AR天津市光復精細化工研究所），丙酮（AR，西安化學試劑廠），四氫呋喃（AR，天津市富宇精細化學有限公司），甲苯（AR，天津市富宇精細化學有限公司）。

紫外分光光度計UV-2700（日本島津公司），電熱恒溫水浴鍋HHS型（上海博訊實業有限公司醫療設備廠），超聲清洗器SK6200HP（上?？茖С晝x器有限公司），隔膜真空泵GM-0.5B（天津市津騰實驗儀器設備有限公司），梅特勒―托利多XS204天平（梅特勒―托利多儀器有限公司），西格瑪Sigma 3K15高速離心機，臥式恒溫培養振蕩器ZWY-211C（智城分析儀器制造有限公司）

1.2 分子印跡聚合物的合成

1.2.1溶劑和致孔劑的篩選

稱取米諾地爾1 mg，置于10 mL比色管中，分別用甲醇、乙腈、丙酮、氯仿、四氫呋喃、甲苯、二氯甲烷超聲溶解，觀察溶劑性能。

甲醇和乙腈的混合溶液超聲溶解米諾地爾，甲醇和乙腈的比例分別為V甲醇/V乙腈=1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1。

1.2.2功能單體的篩選

稱取1.5 mg米諾地爾，用甲醇溶解定容至150 mL，配成質量濃度為10 μg/mL的米諾地爾甲醇溶液。稱取5 mg丙烯酰胺，用甲醇溶解定容至50 mL，配成質量濃度為100 μg/mL的丙烯酰胺甲醇溶液。準確移取9.85 mL甲基丙烯酸，用甲醇定容至100 mL，配成100 μg/mL的甲基丙烯酸甲醇溶液。移取2.53 mL 4-乙烯基吡啶，相對應的溶劑定容至25 mL，配成100 μg/mL的4-乙烯基吡啶甲醇溶液。

按米諾地爾和功能單體摩爾比，具體移取體積如表1所示。

表1 米諾地爾甲醇溶液和三種功能單體甲醇溶液的移取體積

1.2.3分子印跡聚合物的制備

分子印跡聚合物的制備：稱取0.3 mmol的米諾地爾62.7 mg，用100 mL V甲醇/V乙腈＝1∶3溶解，加入0.15 mg的MAA，超聲放置3 h，按n米諾地爾/nMAA/n交聯劑＝1∶6∶20、1∶6∶30、1∶6∶40加入1.13、1.7、2.26 mL的EGDMA，40 mg AIBN，超聲10 min，通N210 min，抽真空10 min，65℃水浴反應24 h。

從聚合物中洗滌出米諾地爾：得到聚合物過濾，干燥，然后用V甲醇/V乙酸=9∶1索氏提取，直至提取液在286 nm處無吸收，取出，60℃真空干燥。

1.2.4分子印跡聚合物的吸附性能檢測

稱取62.7 mg的米諾地爾，用V甲醇/V乙腈＝1∶3溶解定容至150 mL，配成2 mmol的母液，分別移取0、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20、25 mL于25 mL的比色管中，用V甲醇/V乙腈＝1∶3溶液定容，配制成0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、2.0 mmol的溶液。稱取干燥好的分子印跡聚合物各20 mg 于10 mL離心管中，分別加0～2 mmol的溶液3 mL，20℃ 180 r/min恒溫搖床24 h。取吸附后的溶液，9 000 r/min 離心10 min，取上清液4 mL于10 mL比色管中，用甲醇定容至10 mL，286 nm下測定。

2 結果與討論

2.1 溶劑的篩選

米諾地爾在甲醇、乙腈、丙酮、氯仿、四氫呋喃、甲苯、二氯甲烷溶劑中超聲溶解，發現甲醇和乙腈可以溶解米諾地爾，所以選擇甲醇、乙腈作為米諾地爾的溶劑。

2.2 功能單體及用量的篩選

把米諾地爾甲醇溶液和三種功能單體的甲醇溶液按表1比例混合，超聲5 h，紫外分光光度計200～400 nm下掃描，得圖2～4。

由圖2～4可以看出，AM與米諾地爾的混合溶液在287.4、262.2、231 nm處有吸收，隨著AM的增加，最大吸收波長出現藍移，為0.6 nm。MAA與米諾地爾的混合溶液在287、262.2、230.8 nm處有吸收，隨著MAA的增加，最大吸收波長出現藍移，為2.6 nm。4-VP與米諾地爾的混合溶液在286 nm處有吸收，隨著4-VP的增加，最大吸收波長發生移動。

雖然米諾地爾與AM、MAA混合后最大吸收波長均發生藍移，但MAA的混合溶液藍移幅度較為明顯，則功能單體選擇MAA較好。當米諾地爾與MAA的比值在1∶6時，最大吸收波長不再發生變化，說明米諾地爾與MAA在摩爾比1∶6時發生了較為理想的結合，則選擇n米諾地爾/nMAA＝1∶6。

圖2 AM與米諾地爾的紫外可見光譜圖

圖3 MAA與米諾地爾的紫外可見光譜圖

圖4 4-VP與米諾地爾的紫外可見光譜圖

圖5 V甲醇/V乙腈＝1∶3為溶劑時的紫外可見光譜圖

2.3 致孔劑的篩選

以甲醇和乙腈的混合溶液為致孔劑，考察了V甲醇/V乙腈＝1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1、甲醇溶解定容，配成100 μg/mL。移取4.9 μL MAA于50 mL比色管中，用上述溶劑定容，配成100 μg/mL。取米諾地爾1 mL，MAA 6 mL于10 mL比色管中，超聲、放置3 h，200～400 nm下掃描，以溶劑做空白。結果如圖5所示。

由圖5可以看出，V甲醇/V乙腈＝1∶3、甲醇與米諾地爾混合溶液最大吸收波長發生了明顯的藍移，為1.4 nm，其他幾種溶劑的混合液藍移1.2 nm，并且通過吸光度可以看出V乙腈/V甲醇＝1∶3在最大吸收波長處吸光度較大，則選擇V甲醇/V乙腈＝1∶3為致孔劑。

2.4 交聯劑用量對吸附性能的影響

研究了n米諾地爾/nMAA/n交聯劑=1∶6∶20、1∶6∶30、1∶6∶40三種比例的米諾地爾分子印跡聚合物對米諾地爾的吸附性能，分別和三種分子印跡聚合物的空白試驗做對比，結果如圖6所示。通過圖6吸附曲線可以看出，隨著交聯劑的增加，對米諾地爾吸附量反而下降，當n米諾地爾/nMAA/n交聯劑=1∶6∶20時能較好的滿足實驗要求。

圖6 樣品1-6的等溫吸附曲線1∶6∶20 樣品1∶6∶20 空白1∶6∶30 樣品1∶6∶30 空白1∶6∶40 樣品1∶6∶40 空白

3 結論

本文通過米諾地爾分子印跡聚合物合成條件的篩選試驗，米諾地爾在V甲醇/V乙腈＝1∶3致孔劑中與MAA結合較好，最大吸收波長處發生了較為明顯的藍移，為1.4 nm。通過試驗，合成了一組米諾地爾分子印跡聚合物，以吸附量為指標，吸附曲線實驗表明n米諾地爾/na-甲基丙烯酸/n交聯劑＝1∶6∶20吸附效果最好。米諾地爾分子印跡聚合物的最佳反應條件是V甲醇/V乙腈=1∶3為致孔劑、a-甲基丙烯酸（MAA）為功能單體、n米諾地爾/n a-甲基丙烯酸/n交聯劑＝1∶6∶20。

參考文獻：

[1] 代秀菊, 涂平, 秦儉, 等. 米諾地爾對培養人頭皮毛囊生長的影響[J]. 臨床及實驗研究, 2002, 31(1): 6-8.

[2] Philpott M P, Green M R, Kealey T. Human hair growth in vitro[J]. Journal of Cell Science, 1990, 97(3): 463-471.

[3] 巫珊, 張海州. 脂溢性脫發的發生機制及治療研究進展[J]. 日用化學品科學, 2012, 35(2): 29-33.

[4] 潘莉, 郭新東, 羅海英, 等. 高效液相色譜法測定洗發護發類化妝品中米諾地爾[J]. 江南大學學報, 2011, 10(2): 217-220.

[5] 何志新, 王家璧, 朱學駿, 等. 米諾地爾溶液治療斑禿的療效觀察[J]. 中華皮膚科雜志, 2004, 35(6): 489-489.

[6] Cohen R L, Alves M E, Weiss V C, et al. Direct effects of minoxidil on epidermal cells in culture[J]. Journal of Investigative Dermatology, 1984, 82(1): 90-93.

[7] Ellis J A, Sinclair R, Harrap S B. Androgenetic alopecia: pathogenesis and potential for therapy[J]. Expert Reviews in Molecular Medicine, 2002, 4(22): 1-11.

[8] 陳聲利, 孫建方. 米諾地爾治療脫發的藥理與臨床研究[J]. 國外醫學（皮膚性病學分冊）, 2004, 30(5): 276-278.

Preparation and Adsorption of Minoxidil Molecular Imprinting Polymer

HAN Fei, WANG Miao-miao, LI Mu-chun*, FANG Jing-han
（Xinjiang Uyger Autonomous Region Academy Of Instrumental Analysis, Urumchi 830011,China）

Abstract:With adsorption quantity as the evaluation index, preparation conditions of Minoxidil molecular imprinting polymer were studied. The results showed that the better reaction conditions as acetonitrile/methanol 3∶1 (V/V) as the hole agents, α-methyl acrylic acid (MAA) as functional monomer, n(Minoxidil)/n(MAA)/n(crosslinking agent)＝1∶6∶20. Using the selected synthetic conditions, the molecular imprinting polymer had a good adsorption to the template molecule.

Key words:Minoxidil; molecular imprinting polymer; preparation; adsorption

* 通訊作者：李慕春（1978~），男，碩士，副研究員；主要從事天然產物的提取、分離和應用研究。164228718@qq.com

作者簡介：韓 飛（1991~），男，山東曹縣人，本科，研究實習員；主要從事天然產物的提取、分離和應用研究。

收稿日期：2015-11-02

文章編號：1009-220X(2016)01-0015-04

DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.20160104

中圖分類號：O657

文獻標識碼：A