Hvordan molekylære påtrykte polymerer absorberer og renser akteosid i cistanche tubulosa
Mar 13, 2022
Ta kontakt med:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Selektiv adsorpsjon og rensing av akteosid i Cistanche tubulosa av molekylært påtrykte polymerer
Xiaobin Zhao, Wenjing Pei, Ruili Guo, Xuegin Li
INTRODUKSJON
Cistanchetubulosaer en av de verdifulle kinesiske urtemidlene (Li et al2016; Morikawa et al..2019), The crude extract ofCistanchetubulosainneholder hovedsakelig fenyletanoidglykosider, polysakkarider, oligosakkarider, flavonoider, polyfenoler og proteiner, blant dem er fenyletanoidglykosider de mest effektive komponentene i Cistanche tubulosa (Wang et al.2015, 201Z; Yan et al,2017). Studier har vist at phenylethanoid glycoside forbindelser har effekten av tonifying nyre Yang, anti-oksidasjon, anti-tumor, anti-aldring, forbedre hukommelse, etc. Fenylethanoid glykosider har et bredt spekter av bruksområder i medisin, helsevesen, mat. og så videre (Yang et al, 2017; Fu et al, 2018; Wu et al, 2019; Xu et al., 2019). For å oppnå produkter med høy renhet, er den svært selektive separasjonen av målstoffet nøkkelen til problemet. Derfor. det er av stor betydning å designe og utvikle en rensemetode med god selektivitet, høy effektivitet, energisparing og miljøvennlighet for utvikling og utnyttelse av Cistanche tubulosa.

akteosidicistanchehar mange effekter
Pbenyethanoidglykosider er de viktigste farmakologiske aktive ingrediensene i Cistanche tubulosa, inkludert echinacoside (ECH),akteosid(ACT), isomere og 2-acetyl Cistanche tubulosa glykosider. ECH og ACT(Akteosid)er hovedkomponentene i fenyletanoidglykosider, med innhold på opptil 90 prosent. For tiden fokuserer forskningen på Cistanche tubulosa hovedsakelig på dets farmakologiske komponenter. Separasjons- og rensemetodene inkluderer hovedsakelig makroporøs adsorpsjonsharpiks, høyhastighets motstrømskromatografi, membranseparasjon og molekylær preging (Han et al, 2012; Dong et al, 2015; Zhang et al, 2018a; Pei et al, 2019; Si et al. al, 2019). Makroporøs adsorpsjonsharpiks er en moden teknologi, men det er noen mangler som en stor mengde løsemiddel, lang tid, lavt utbytte og kompleks prosess. Monomerforbindelser med høy renhet kan ekstraheres fra naturlige produkter ved høyhastighets motstrømskromatografi. Membranseparasjon er en ny type separasjonsteknologi som kan gjøre de effektive komponentene i naturlige produkter rike og med få urenheter, men separasjonsprosessen er komplisert (Li et al., 2015ab; Wang et al.,2016:Zhang et al,2016.2018 b; LiX, et al, 2019). Som en ny separasjonsteknikk kan molekylær preging gjøre de aktive komponentene i naturlige produkter svært konsentrerte med få urenheter og effektivt forbedre renheten til produktene.Molekylært påtrykte polymerer(MIPs) har vist viktige anvendelser for rensing og forhåndskonsentrasjon av biomolekyler fra komplekse menneskelige væsker som urin eller postmortem blod (Lulinski et al, 2015.2016).
Molecular imprinting-teknologi syntetiserer sterkt kryssbundne MIP-er(Molekylært påtrykte polymerer)gjennom malorientering, generere hulrom som etterligner bindingssteder til antistoffer, enzymer og andre biologiske materialer, og prioriterer å binde med malmolekyler, og gir en effektiv metode for molekylær gjenkjenning (Hrobonova et al, 2018; Liang et al, 2018; Hong et al, 2019; Ma et al, 2019). MIPs(Molekylært påtrykte polymerer)har vakt stor oppmerksomhet innen solidfase-ekstraksjon, sensorer, antistoffer, enzymsimulering, reseptorer og katalysatorer (Zhang et al.2013; Ansari og Karimi,2017; Diltemiz et al.,2017; Xiao et al.,2018; Yu et al.2019), nylig, MIPs(Molekylært påtrykte polymerer)har potensielle anvendelser i legemiddelleveringsenheter eller kiral oppløsning (Lulinski, 2017; Marc et al, 2018; BelBruno, 2019; Sobiech et al, 2019). De viktigste fordelene med MIPer(Molekylært påtrykte polymerer)er enkel forberedelse og opprettelse av "egendefinerte" mulige bindingssteder, ved å justere målmolekylets synteseprosess som trengs som mal i polymerisasjonsprosessen, samt fordelene med lave produksjonskostnader, stabilitet, robusthet og syre- og alkaliresistens (Speltini et al, 201Z; Wu et al, 2017; Xu et al, 2017; Li F. et al, 2019; Zhang et al 2019). Spesielt MIP-er(Molekylært påtrykte polymerer)har blitt brukt som en selektiv adsorbent for fastfaseekstraksjon for å trekke ut aktive ingredienser fra naturlige produkter (Huang et al, 2019; Li Z. et al, 2019; Wang Y. et al, 2019). Molekylær imprinting er delt inn i kovalent molekylær imprinting og ikke-kovalent molekylær imprinting. Kovalent molekylær preging har egenskapene til sterk adhesjon og vanskelig eluering av malmolekyler, mens ikke-kovalent molekylær imprinting har egenskapene til sterk adhesjon og enkel eluering av malmolekyler. Derfor brukes ikke-kovalente molekylære preging polymerer ofte for separasjon og rensing av naturlige produkter. Bindingsmodusen til den ikke-kovalente molekylære pregingmetoden og målkomponentene er generelt svak kovalent bindingsbinding, slik som hydrogenbinding, van der Waals-kraft, hydrofob interaksjon, π-Tt-akkumulering (Yoshikawa et al, 2016; Vicario et al, 2018 ), etc. Den nyere litteraturen har rapportert at interaksjonen mellom komponentene i prepolymerisasjonskomplekset kan diskuteres ved den teoretiske analysen for design av funksjonelle monomerer, tverrbindingsmidler og løsningsmidler (Sobiech et al, 2014,2017 ; Cowen et al, 2016; Giebultowicz et al, 2019). Utfellingspolymerisering er den mest brukte metoden i syntesen av avtrykksmaterialer, men den største ulempen med denne metoden er at trinnene som kreves for fremstilling av avtrykksmaterialer er komplekse og tallrike (Phungpanya et al, 2018). Derfor oppnådde denne studien hovedsakelig et slags påtrykt materiale med høy selektiv adsorpsjonskapasitet for ACT(Akteosid) ved bulkpolymerisasjon, som er en enkel og rask syntesemetode (Cantarella et al, 2019; Wang H. et al., 2019).
Målet med denne studien er å oppnå et påtrykt materiale med høy selektiv adsorpsjonskapasitet for ACT(Akteosid) ved en enkel og rask syntesemetode. En serie MIP-er(Molekylært påtrykte polymerer)av forskjellige funksjonelle monomerer og forskjellige løsningsmidler ble syntetisert ved bulkpolymerisasjon. De syntetiske materialene ble karakterisert ved scanning elektronmikroskopi (SEM) og Fourier transform infrarød spektroskopi (FT-IR). Adsorpsjonsytelsen til den vandige fenyletanoidglykosidløsningen ble evaluert, og dens bindingsselektivitet ble studert i dybden. MIP-ene(Molekylært påtrykte polymerer)med optimal adsorpsjonsytelse ble brukt til å adsorbere og rense ACT fra råekstraktet av Cistanche tubulosa.

Cistanche tubulosa
MATERIALER OG METODER
Materialer
Echinacoside(ECH,>98 prosent )ogAkteosid(ACT),298 prosent) ble hentet fra Sunny Biotech Co.,Ltd. (Shanghai, Kina).Cistanche tubulosa was obtained from Cistanche Rongtang Biotechnology Co., Ltd.(Xinjiang, China). 4-Vinylpyridine(4-VP,98%), methacrylic acid(MAA,98%),2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA,98%),ethylene glycol dimethyl acrylate(EGDMA,98%), azobisisobutyronitrile(AIBN,98%),divinyl benzene are (DVB, 98%) and N,N-dimethylformamide (DMF,99.5%)were obtained from Adamas Reagent Co.,Ltd.(Shanghai, China). Acetonitrile (ACN,>99.9%), methanol (>99.9%), and acetic acid(>99,9 prosent) ble hentet fra ThermoFisher Scientific Co., Ltd. (Shanghai, Kina). Etanol (større enn eller lik 99,7 prosent) ble oppnådd fra Yong sheng Fine Chemical Co., Ltd. (Tianjin, Kina). Avionisert vann tilberedes fra et laboratorie-rentvann Smart-S15-system (Shanghai, Kina).

Instrumenter
Overflatemorfologien og mikrostrukturen ble undersøkt ved hjelp av skanningselektronmikroskopi (SEM, SU8010, Hitachi, Japan). Den kjemiske strukturen til MIPer(Molekylært påtrykte polymerer) (FT-IR, Nicolet AVATAR360, Nikolai, USA) ble målt med FT-IR. FT-IR-testbetingelser: trinnlengden er 2 cm-I og skanningsområdet er 4,000-500 cm-l, og den svekkede totalrefleksjonsmetoden brukes til å forberede MIP-ene(Molekylært påtrykte polymerer).
Porestørrelsen, distribusjonen og det spesifikke overflatearealet til MIP-er(Molekylært påtrykte polymerer)måles ved hjelp av en spesiell fysiskadsorpsjonenhet (Mike, ASAP 2460). Adsorbenttestbetingelser: avgassing ved 60 grader i 12 timer, N,adsorpsjonog desorpsjonskurver ble målt ved -196 grad .'H kjernemagnetisk resonans('H NMR)-spektra ble registrert i DMSOd6 på et AV-300-spektrometer (Bruker, Sveits) med TMS som intern standard, og verdier er vist i ppm (δ).
Høyytelses væskekromatografi (HPLC) med ultrafiolett (UV) stråledetektor ble utført med et 2695 løsningssystem (Waters, USA). Kromatografi ble utført på en omvendt fase C18-kolonne (Symmetri, 250×4,6 mm, 5μm). Analysemetodene var som følger: den mobile fasen var acetonitril (A) og eddiksyre/vann(1:44,v/v)(B) med en strømningshastighet på 1 ml/min med 10-ul injeksjonsvolumer og UV-detektorbølgelengden ble satt til 330 nm. Kolonnetemperaturen ble holdt på 30 grader (Yang et al., 2018). Gradientelueringsbetingelser er oppført i tabell 1.

HPLC-analyse ved bruk av ECH og ACT(Akteosid)standardløsninger (2 mg/ml, 1 mg/ml, 0,2 mg/ml, 0.04 mg/ml, 0,008 mg/ml og 0,0016 mg/ml) ga ECH og ACT(Akteosid)kalibrering. Den lineære regresjonsligningen er vist i tabell 2.
Deteksjonsgrensene for ACT(Akteosid)og ECH var henholdsvis {{0}}.528 og 0.528 ug/ml. Kvantifiseringsgrensene for ACT og ECH var henholdsvis 1,60 og 1,60 ug/ml. Nøyaktigheten til ACT og ECH var henholdsvis 1,40 og 1,89 prosent. Den samme prøven ble injisert fem ganger for å oppnå ACT- og ECH-presisjon på henholdsvis 1,40 og 1,71 prosent.
Syntese av MIPer(Molekylært påtrykte polymerer)
Forberedelsesprosessen til MIP1 er som følger: for det første malmolekylet ACT(Akteosid)(125.00mg) og den funksjonelle monomeren 4-VP(210.00 mg) ble oppløst tilstrekkelig i blandet løsning (2,50 ml) av acetonitril og N,N-dimetylformamid(1) :1,5, v/v). Deretter ble prepolymerisasjonsreaksjonen av blandingen utført ved 25 grader i 20 minutter. Deretter ble EGDMA (1,12 g) og AIBN(15.00mg) tilsatt og løst helt opp i prepolymerisasjonsblandingen. Den oppnådde prepolymerløsningen ble evakuert og fylt med argongass. Polymerisasjonsprosessen ble utført ved 60 grader i 24 timer. Til slutt ble de blekgule bulkpolymerene oppnådd og malt til pulver, som ble siktet gjennom en 200-maskeskjerm.
Den blandede løsningen av metanol og eddiksyre (9:1, v/v) ble brukt til å eluere templatmolekyler av ACT(Akteosid). ACT-molekylene ble eluert og gjentatt for vask til ingen ACT-molekyler ble funnet i MIP1(Molekylært påtrykte polymerer). Den gjenværende eddiksyren i MIPI ble vasket med metanol, og deretter ble MIP1 tørket ved 40 grader. HANDLING(Akteosid)ble brukt som malmolekylet, og forskjellige funksjonelle monomerer, tverrbindere og løsningsmidler er oppført i tabell 3 og brukt til å syntetisere MIPer(Molekylært påtrykte polymerer) og NIP-er.

Eksperimenter med statisk adsorpsjon
Ti milligram ACT(Akteosid)MIPs(Molekylært påtrykte polymerer)ble nøyaktig veid og plassert i en 10-ml flaske med svart kork. Ti milliliter ACT(Akteosid)standardløsning med 0.50 mg/ml konsentrasjon ble tilsatt. Den svarte lokkflasken ble plassert i en termostatisk shaker. Temperaturen ble satt til 30 grader, hastigheten var 150 rpm, og denadsorpsjonprosessen var 24 timer. En milliliter av løsningen ble brukt for å bestemme innholdet av ACT i filtratet ved HPLC.
Dynamiske adsorpsjonseksperimenter
Femti milliliter prøveløsning (standardløsning ellerCistanche tubulosaekstrakt) ble plassert i en flaske med lokk, og 20.00mg MIPs(Molekylært påtrykte polymerer)ble tilsatt og plassert i en shaker ved 30 grader i 24 timer. Prøvene ble tatt på et fastsatt tidspunkt innen 24 timer. Sammenlignet med SPE var d-SPE mer verdifullt, fordi prosessen med d-SPE kan unngå problemene med variasjoner av trykk og strømningshastighet. En milliliter av løsningen ble tatt fra hver prøve og konsentrasjonen av ACT(Akteosid)i løsningen ble bestemt ved HPLC.
For å undersøkeadsorpsjonprosessen ble pseudo-førsteordens reaksjonsmodellligningen og pseudo-andreordens reaksjonsmodellligningen brukt for å beskriveadsorpsjonprosessen med ACT(Akteosid)på adsorbenter. Pseudo-førsteordens reaksjonsmodellligningen var som følger:

hvor K1er denadsorpsjonhastighetskonstant for den pseudo-førsteordens kinetiske modellen; t (min) er tid; qt eradsorpsjontidskapasitet t.
Kvasi-andreordens reaksjonsmodellligningen er som følger:

hvor K2er adsorpsjonshastighetskonstanten til den pseudo-andreordens kinetiske modellen.
Selektivitetseksperimenter
Standardløsningene til ACT(Akteosid)og ECH med en konsentrasjon på 0.50 mg/ml ble satt inn i den svarte korken foradsorpsjoneksperimenter, for eksempel den statiskeadsorpsjonforholdene ovenfor. En milliliter ble ekstrahert fra den adsorberte løsningen, og ACT- og ECH-innholdet i filtratet ble bestemt ved HPLC.
DeadsorpsjonkapasitetQ (mg/g) for malen bundet til MIP-er(Molekylært påtrykte polymerer)ble beregnet i henhold til følgende ligning (Zhao et al, 2017):

hvor C0(mg/ml) og C(mg/m) er startkonsentrasjonen og likevektskonsentrasjonen til standardløsninger (Wang HB. et al,2019), V(ml) er volumet av standardløsningen, og m(g)er vekten til MIP.
Deadsorpsjonselektivitet av MIPer(Molekylært påtrykte polymerer)ble evaluert av to parametere som imprinting factor (IF) og adsorpsjonsseparasjonsfaktor (a).
Beregningen av avtrykksfaktoren er som følger:

hvor QMIPog QNIPeradsorpsjonkapasitetQ(mg/g) av den bundne analytten ved likevekt på henholdsvis MIP og NIP.
Beregningen avadsorpsjonseparasjonsfaktoren er som følger:

hvor C0(mg/ml) er konsentrasjonen av løsningen etter absorbering, C0(mg/ml) er startkonsentrasjonen av løsningen, V (ml) er volumet av løsningen i absorpsjonsprosessen, og m (g) er massen av sorbenten KDmal og Kpanalog er de statiske fordelingskoeffisientene mot henholdsvis malmolekylene og analogen (Singh et al, 2013).
Fra: SelektivAdsorpsjonog rensing avAkteosidiCistanche tubulosaav Molecularly Imprinted Polymers av Xiaobin Zhao, Wenjing Pei, Ruili Guo, Xuegin Li
---Frontiers in Chemistry|www.frontiersin.org /januar 2020|Bind 7|Artikkel 903
REFERANSER
Ansar, S og Karimi, M.(2017). Nye utviklinger og trender for analytiske metoder for legemiddelanalyse i biologiske og miljømessige prøver med molekylært påtrykte polymerer Trender Anal Chem.89.146-162 DOI: 10.1016/j.tra 2017.02.002
BelBruno, JJ (2019). Molekylært påtrykte polymerer. Chem. Rev. 119,94-119. dol:10.1021/acs.chemrev.8b00171
Cantarell, M, Carroccio,Cistanche tubulosaDattilo, S.Awoli, R, Castako, R. Puglsi, C, et al (2019). Molekylært påtrykt polymer for selektivadsorpsjonav diklofenak fra forurenset vann. Chem. Eng.J.367,180-188 dol:10.1016/j.cei.2019.02.14
Cowen, T, Karim, K, og Piletsky, S. (2016). Den beregningsmessige tilnærmingen i utformingen av de syntetiske reseptorene-A review.Anal. Chim.Ack 936,62-74 del: 10.1016/j aca2016.07.027
Ditemiz, SE, Kecil, R, Ersoez, A og Say, R(2017). Moleculr imprinting technology in quartzcrystal mikrobalnce(QCM)sensors.Sensr 17,454-454 doi; 10.3390/s17030454
Dong,B.Yuan,X,Zha0,Q.,Feng,Q.,Lu,B.Guo,Y, et al.(2015).Ultralydassistert vandig tofaseekstraksjon av fenylethanokd glykoskdes fraCistanchedeserticol YC Ma stammer.J. Sep. Sd.38,1194-1203 dol: 10.1002/sc.201401410
Fu, C, L, J, Aipire, A, Xh, L, Yang, Y, Chen, Q, et al (2018). CGistanche tubulosa fenyletanoidglykosider induserer apoptose i Eca-109-celler via den mitokondrieavhengige veien.Once, Lettf.17.303-313 dol: 10.3892/oL20189635
Gao, D., Yang, F, Xia, Z og Zhang, Q. (2016). Molekylært påtrykt polymer for selektiv ekstraksjon av luteolin fra Chrysanthemum moratorium Ramat J. Separation Sdence.39, 3002-3010.doi: 10.1002/ssc201600520
Giebultowicz, J, Sobiech, M, Ruycka, M, og Lulinski, P. (2019). Den teoretiske og eksperimentelle tilnærmingen til hydrofil interaksjon dispersiv fastfaseekstraksjon av 2-aminotiazolin-4-karboksylsyre fra humant post-mortem blod.J. Chromatogr.A 1587,61-72 doi:10.1016/ichroma2018.12.028
Haginaka,J,Nshimura,K,Kimachi,T,Inamoto,K,Takemoto,Y og Kobayashi, Y.(2019). Retensjons- og molekylærgjenkjenningsmekanismer for molekylært påtrykte polymerer for promazinderivater Talan ta 205-20149. dol:10.1016/].takanta_2019.120149
Hammam, M. A, Wagiy, H. A, og El Nashar, RM. (2018). Moxifloxacin hydroklorid elektrokjemisk påvisning basert på nydesignet molekylært preget polymer. Sens Actua. B-Chem.275,127-136 dol: 10.1016/jsnb.2018.08.041
Han,L,Ji,L.,Boakye-Yiadom, M, Li, W.,Song,X og G30,X.(2012).Preparativ isolering og rensing av fire forbindelser fraCistancherdeserticola YC Ma ved høyhastighets motstrømskromatografi. MoLecules17,826-8284 DOI; 103390/molekyler17078276
Hong.S. Hun, Y, Cao, X, Wang, M, He, Y., Zheng L. et al. (2019). En ny CdSe/ZnS kvanteprikker-fluorescensanalyse basert på molekylært påtrykte sensitive membraner for bestemmelse av triazofosrester i kål og eple. Fra. Chemt.7:130.dol; 103389/fchem201900130
Hrobonov, K, Machynakova, A og CimarikI.(2018). Bestemmelse av dikumarol i MeliLofs Officinalis L. ved å bruke molekylært påtrykt polymer fastfaseekstraksjon kombinert med væskekromatografi med høy pe ytelse. I. Ctrortatogr. A 1539.93-102.dot 10.1016/ichroma201801.03
Huang,Y, Pan, J.,Liu,Y,Wang,M,DengS og Xia,Z.(2019.ASPE-metode med to MB-er i to trinn for å forbedre selektiviteten til MIP-er(Molekylært påtrykte polymerer)AnalL Chemt 91.8B36-8442 DOI; 10.1021/acsanalchem.9b01453
Li. C, Ma.X.Zhanm, X, Wang R, Chen, Y. og Li, Z(2016). Magnetisk molekylært påtrykt polymer nanopartikkelbasert fastfaseekstraksjon kombinert med gasskromatografi-masspektrometri for selektiv bestemmelse av spor di-(2-etylheksylftalat i vannprøver.AmaL Bioanal Chemt.408,7857-7864.dol :10.1007/s{10}}x
Li, F, G3o, J., Li, X. Li Y, He, X, Chen, L, et al. (2019). Fremstilling av molekylært påtrykte polymerer funksjonaliserte karbon nanorør fjerning av aristolochic ai. J. Chromater, A 16168-177. dol:10.1016/ichroma.2019.06.0-3
LI.X.Gher.Y.Zhamr.H. Wang S. Jiang ZGuo, Ret al. (2015a). Effektiv CO, fangst av funksjonaliserte grafenoksid nanoark som fyllstoffer for å fremstille multisperm selektiv blandet matrisemembran ACS Appl.Mater. Interfaes.7, 5528-5537.dol: 10.1021/acsami5b00106
Li, X, Hou, J., Guo, R, Wang, Z og Zhang, I. (2019). Konstruer unike kryssbeinstrukturerte blandede matrisemembraner ved å inkorporere ultratynne mikroporøse nanoark for effektiv CO2-separasjon.ACS Appl Mater. 11,24618-24626. prikk 10. 1021/asmi9b 07815
Li X.Ma,LZhang.H,Wang, S.Jiang.Z,Guo. R, et al. (2015b). Synergistisk effekt av å kombinere karbon nanorør og grafenoksid i blandede matrisemembraner 6r effektiv CO, separasjon. Si. 479,1-1en dol; 10.1016/imemsci2015.01.014
Li, ZWang JChen, X, Hu, S. Gong. T.and Xian, Q.(2019). En ny molekylært påtrykt polymer-fastfase-ekstraksjonsmetode kombinert med høyytelses væskekromatografi-tandem-massespektrometri for bestemmelse av nitrosaminer i vann- og drikkeprøver. Food Chem.292, 267-274.dor 10.1016/j_foodchem2019.04036
Liang, R, Wang.T, Zhang H, Y30, R og Qin, W. (20181. Oppløselige molekylært påtrykte nanorods for homogen molekylær gjenkjenning. Front. Chem 6-81 dol:103389/fchem.2018.00081
Liu, B., Ouyang. J.Yun, X, Wang L og Zhao, B. (2013),Adsorpsjonegenskaper og preparativ separasjon av fenyletanoidglykosider fra Cistanche deserticola ved bruk av makroporøse harpikser.J.Chromatogr.B 937, 84-90. dot 101016/j.jchromb2013. 08 018
L.ulinsi,P. (2017). Molecularly imprinted polymers based drug delivery devices: a way to application in modern pharmacotherapy.A review. Mater. Sd.Eng 76 1344-1353,dol; 10.1016imsec207.02.138
Luinsk.P,Bamburowic-Klimkowska,M,Dana.M,Szutowsk.M og Madiejewska, D.(2016). En effektiv strategi for selektiv bestemmelse av dopamin i human urin ved molekylært påtrykt fastfase-ekstraksjon. J.
Separ.Sci.39.895-903.doi∶10.1002/201501159

acteosid av Cistanche tubulosa






