張自一，馮麗霞，修 榮

（1.華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司職工醫(yī)院普外科，河北石家莊050081；2.河北醫(yī)科大學(xué)外語(yǔ)部

三年級(jí)教研室，河北石家莊050017；3.河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院物理化學(xué)教研室，河北石家莊050017）

·論 著·

尼群地平分子印跡聚合物的制備和熱力學(xué)性能研究

張自一1，馮麗霞2，修 榮3*

（1.華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司職工醫(yī)院普外科，河北石家莊050081；2.河北醫(yī)科大學(xué)外語(yǔ)部

三年級(jí)教研室，河北石家莊050017；3.河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院物理化學(xué)教研室，河北石家莊050017）

目的 探討尼群地平分子印跡聚合物的制備、藥物的識(shí)別性及熱力學(xué)性能。為尼群地平藥物含量的測(cè)定及手性拆分探索新途徑。方法采用本體聚合法，以甲基丙烯酸（methacrylic acid，MAA）為功能單體、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（trimethylol propane triacrylate，TMPTA）為交聯(lián)劑、尼群地平為印跡分子，制備分子印跡聚合物。運(yùn)用平衡結(jié)合實(shí)驗(yàn)，研究印跡聚合物對(duì)尼群地平、尼莫地平、非洛地平藥物分子的選擇識(shí)別能力。測(cè)定不同溫度下印跡聚合物的吸附等溫曲線及吸附過(guò)程的熵變、焓變和吉布斯自由能變化。結(jié)果3種藥物的靜態(tài)吸附分配系數(shù)KD值分別為0.326 4、0.187 5、0.032 9，吸附為Ⅰ型等溫線，吸附過(guò)程是放熱和焓控制過(guò)程。結(jié)論本研究制備的尼群地平印跡聚合物具有較高的選擇性，對(duì)尼群地平藥物的富集、測(cè)定及手性拆分具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。熱力學(xué)研究表明，尼群地平印跡聚合物的吸附是焓控制過(guò)程，這可進(jìn)一步加深對(duì)吸附本質(zhì)的理解。

尼群地平；熱力學(xué)；吸附

分子印跡技術(shù)是近年來(lái)在分子識(shí)別研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的功能性聚合物合成技術(shù)。由于具有卓越的分子識(shí)別性能和良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，分子印跡聚合物（molecularly imprinted polymer，MIP）在色譜分離、生物模擬傳感器、模擬酶催化、臨床藥物分析和膜分離技術(shù)等領(lǐng)域展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景［1-7］。尼群地平（nitrendipine）屬二氫吡啶類(lèi)鈣拮抗劑，選擇性作用于血管平滑肌，可降低總外周阻力，使血壓下降，并能降低心肌耗氧量，對(duì)缺血性心肌有保護(hù)作用。尼群地平結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)手性碳原子，有報(bào)道［8］指出，手性二氫吡啶類(lèi)鈣拮抗劑中S型對(duì)映體比R型具有更高的抗高血壓活性，兩者的藥理作用差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，有必要對(duì)該藥物進(jìn)行手性拆分。尼群地平的手性拆分主要為高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）［9］。該法使用的手性分析柱不但價(jià)格昂貴而且不耐用，或要對(duì)樣品進(jìn)行衍生化，過(guò)程復(fù)雜。因此，建立尼群地平藥物拆分、富集和檢測(cè)的新方法具有現(xiàn)實(shí)意義。本研究以尼群地平為印跡分子，以甲基丙烯酸為功能單體，采用本體聚合法制備尼群地平MIP，研究MIP對(duì)底物分子的吸附性、選擇性及吸附過(guò)程的熱力學(xué)性質(zhì)，考察溫度對(duì)MIP吸附性能的影響，測(cè)定不同溫度下MIP吸附過(guò)程中的焓變、熵變和自由能變化，從微觀角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)MIP的吸附本質(zhì)，旨在為尼群地平的手性拆分探索了新的途徑。

1 材料與方法

1.1 儀器：THZ-82A水浴恒溫振蕩器（江蘇金壇市重大儀器廠）；TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器責(zé)任有限公司）。

1.2 試藥：尼群地平、非洛地平、尼莫地平原料（河北醫(yī)科大學(xué)制藥廠）；甲基丙烯酸（methacrylic acid，MAA，化學(xué)純，天津市大茂化學(xué)儀器廠）；偶氮二異丁腈（azobisisobutyronitrile，AIBN，化學(xué)純，天津市博迪化工有限公司）；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（trimethylol propane triacrylate，TMPTA，天津市化學(xué)試劑研究所）；甲醇（分析純，天津市紅巖化學(xué)試劑廠）。

1.3 尼群地平分子印跡聚合物的制備：稱取尼群地平0.368g（1mmol），加入0.359g（4mmol）MAA，用8mL甲醇溶解，室溫振蕩反應(yīng)4h。然后加入0.928 0g（2mmol）交聯(lián)劑TMPTA，0.055g引發(fā)劑AIBN，用超聲儀超聲脫氣10min，充氮?dú)獬?0min，然后將試管塞緊放入超級(jí)恒溫水浴槽中，60℃下經(jīng)24h完成反應(yīng)制得塊狀聚合物。將聚合物干燥、研磨成粉狀后，過(guò)160目篩得粒徑＜76μm的聚合物。將其放入索氏提取器用甲醇充分洗滌，直至用TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在353nm處檢測(cè)不到印跡分子。將洗脫后的聚合物放入真空干燥器中干燥，即得到所用的MIP。非分子印跡聚合物（non-molecularly imprinted polymers，NMIP）的制備除不加印跡分子尼群地平外，其余同上。尼群地平MIP的制備反應(yīng)式如下。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

1.4.1 尼群地平標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：配制濃度為0.1mmol/L的尼群地平甲醇溶液，以甲醇作參比，掃描紫外吸收光譜得尼群地平在353nm處有最大吸收。在此波長(zhǎng)下測(cè)定不同濃度尼群地平溶液的吸收度，由吸收度A對(duì)濃度c作直線回歸，方程為A= 6.623 4c+0.003 9（r=1.000）。

以下有關(guān)尼群地平的濃度均由此方程對(duì)應(yīng)求得。

1.4.2 非洛地平、尼莫地平標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：配制濃度為0.1mmol/L的非洛地平、尼莫地平甲醇溶液，以甲醇作參比，掃描紫外吸收光譜，得非洛地平、尼莫地平的最大吸收波長(zhǎng)分別為238nm和237nm。在此波長(zhǎng)下分別測(cè)定不同濃度非洛地平、尼莫地平溶液的吸收度，由吸收度A對(duì)濃度c作直線回歸，方程分別為非洛地平A=19.596c+0.026（r= 0.999 0）；尼莫地平A=27.061c+0.110（r=0.999 0）。

1.4.3 不同溫度下尼群地平的平衡吸附量測(cè)定：取20.0mg尼群地平MIP，放入4個(gè)15mL具塞磨口試管中，加入2.0mL已知濃度的尼群地平標(biāo)準(zhǔn)溶液。將試管放入振蕩器中，首先在40℃溫度下振蕩14h，使其充分吸附，離心5min，取50μL離心液用甲醇稀釋至5mL，在353nm波長(zhǎng)下進(jìn)行紫外測(cè)定，由標(biāo)準(zhǔn)曲線求其相應(yīng)的平衡濃度。根據(jù)吸附前后濃度

的變化求吸附量Q。50℃、60℃溫度下同上操作。

2 結(jié) 果

2.1 MIP在不同溫度下對(duì)底物分子的吸附性能：根據(jù)“1.4.3”結(jié)果，以吸附量Q對(duì)c作圖可知，這些吸附等溫線均為Ⅰ型吸附等溫線，且隨著溫度的升高吸附量降低，說(shuō)明吸附過(guò)程為放熱過(guò)程。

2.2 MIP對(duì)底物分子的熱力學(xué)性能研究：ln c與1/T呈良好的線性關(guān)系，說(shuō)明MIP對(duì)尼群地平的吸附服從于Clausius-Claperon方程，ln c=△H/RT+K（c為吸附平衡時(shí)的濃度，T為絕對(duì)溫度，K為常數(shù)），由其斜率計(jì)算各個(gè)吸附量下的吸附焓△H。Q=0.21時(shí)，ln c=-2.924 4×1/T+11.93；Q=0.17時(shí)，ln c=-3.168 1×1/T+12.24；Q=0.11時(shí)，ln c= -3.654 8×1/T+13.15

表1 MIP對(duì)甲醇溶液中尼群地平的吸附熱力學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Thermodynam ic data of nitrendipine onto M IPs in methanol solution

2.4 MIP對(duì)底物的選擇性：選用尼群地平、尼莫地平、非洛地平為底物，在25℃下，用“1.4.3”平衡結(jié)合方法，測(cè)定MIP和NMIP的結(jié)合量。靜態(tài)吸附分配系數(shù)KD表示聚合物對(duì)不同底物的選擇性，其計(jì)算公式為KD=cp/cS，式中，cp表示聚合物結(jié)合底物的濃度，cS表示溶液中底物的平衡濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 平衡結(jié)合條件下MIP和NMIP結(jié)合底物的KD值Table 2 KDof tested substrates on M IP and NM IP under equilibrium binding conditions （mL/g）

3 討 論

本研究結(jié)果顯示，MIP的吸附焓△H小于0，表明吸附過(guò)程是放熱的；吸附自由能△G為負(fù)值，說(shuō)明吸附過(guò)程為自發(fā)的不可逆過(guò)程；吸附熵△S為負(fù)值，同時(shí)隨著溫度的升高，吸附熵的絕對(duì)值減小。其原因是溫度升高，不利于吸附，MIP對(duì)印跡分子的吸附量減小，整個(gè)體系的混亂度增加的緣故［10］；由于△H與△S均為負(fù)值，且△S值變化較小，由此可判斷尼群地平印跡吸附過(guò)程受焓控制。這可進(jìn)一步加深對(duì)吸附本質(zhì)的理解。

本研究結(jié)果還顯示，MIP對(duì)尼群地平的KD值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非洛地平和尼莫地平，這表明MIP對(duì)尼群地平展現(xiàn)了良好的選擇性。其原因在于MIP中既有與尼群地平的官能團(tuán)互補(bǔ)的功能基團(tuán)，又有與尼群地平的立體結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的特定形狀的孔穴，正是由于功能基團(tuán)和立體形狀的同時(shí)作用，才使得MIP對(duì)尼群地平顯示出特效的選擇結(jié)合特性。由于尼莫地平和非洛地平的結(jié)構(gòu)與尼群地平相差較大，其分子難以進(jìn)入MIP孔穴內(nèi)部并與其識(shí)別位點(diǎn)發(fā)生作用。MIP對(duì)其基本沒(méi)有選擇性。尼群地平MIP具有高度選擇性表明，若進(jìn)一步制備出S-尼群地平MIP，則可對(duì)尼群地平進(jìn)行手性拆分及S-尼群地平藥物含量的富集及測(cè)定。因此，該研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］ YIN X，LIU Q，JIANG Y，et al.Development of andrographolide molecularly imprinted polymer for solid-phase extraction［J］. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectorosc，2011，79（1）：191-196.

［2］ OU JJ，LI X，F(xiàn)ENG S，et al.Preparation and evaluation of a molecularly imprinted polymer derivatized silica monolithic column for capillary electrochromatography and capillary liquid chromatography［J］.Anal Chem，2007，79（2）：639-646.

［3］ GAO N，XU Z，WANG FA，et al.Sensitive biomimetic sensor based on molecular imprinting at functionalized indium tin oxide electrodes［J］.Electroanalysis，2007，19（16）：1655-1660.

［4］ HILLBERG AL，BRAIN KR，ALLENDER CJ.Molecular imprinted polymer sensors：implications for therapeutics［J］.Adv Drug Delivery Rev，2005，57（12）：1875-1889.

［5］ PETCU M，SCHAARE PN，COOK CJ.Propofol-imprinted membranes with potential applications in biosensors［J］.Anal Chim Acta，2004，504（1）：73-79.

［6］ OLWILL J，HUGHES H，O'RIORDAIN M，et al.The use of molecularly imprinted sol-gels in pharmaceutical separations［J］. Biosens Bioelectron，2004，20（6）：1045-1050.

［7］ KOBAYASHI T，MURAWAKI Y，REDDY PS，et al.Molecular imprinting of caffeine and its recognition assay by quartz-crystal microbalance［J］.Anal Chim Acta，2001，435（1）：141-149.

［8］ TOKUMA Y，NOGUCHI H.Stereoselective pharmacokinetics of dihydropyridine calcium antagonists［J］.JChromatogr A，1995，694（1）：181-193.

［9］ 宮麗，賀浪沖，任文艷，等.尼群地平對(duì)映體在Chiralcel OJ柱上的拆分特性研究［J］.中國(guó)藥業(yè)，2006，15（3）：23-24.

［10］ 黃賤茍，徐滿才，李海濤，等.D301樹(shù)脂對(duì)酚類(lèi)的吸附熱力學(xué)研究［J］.離子交換與吸附，2003，19（1）：37-42.

（本文編輯：劉斯靜）

表1 2組口腔并發(fā)癥發(fā)生率比較 （例數(shù)，％）

3 討 論

口腔是一個(gè)以厭氧菌為主的雜菌環(huán)境，一般革蘭陰性、陽(yáng)性菌及真菌均可寄生其內(nèi)，正常狀態(tài)下，各菌群間相互制約、相互依賴，維持相互間的平衡狀態(tài)。正常口腔pH值為6.6～7.1，加上飲水、進(jìn)食、刷牙等，可對(duì)細(xì)菌起到清除作用。因此，健康人很少發(fā)生口腔疾病。長(zhǎng)期住院患者，口腔革蘭陰性菌定植的可能性增加［4］。長(zhǎng)期、反復(fù)、大劑量使用多種廣譜抗生素引起微生態(tài)失調(diào)，耐藥菌形成，二重感染發(fā)生，導(dǎo)致難以控制的感染發(fā)生是一個(gè)不能回避的問(wèn)題［5］。

肝移植患者因術(shù)后留置氣管插管、胃管，手術(shù)創(chuàng)傷及應(yīng)用免疫抑制劑等多種原因，容易發(fā)生口腔黏膜損傷。另外，這類(lèi)患者術(shù)后禁食時(shí)間較長(zhǎng)，唾液分泌減少，常規(guī)使用廣譜抗生素，加上免疫力低下，易導(dǎo)致口腔菌群失調(diào)，成為口腔感染高危人群。潮濕、溫暖、偏酸環(huán)境是真菌繁殖的良好條件。三氯羥基二苯醚對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)組織刺激性小，不易損傷正常黏膜，對(duì)炎癥潰爛黏膜有安撫、鎮(zhèn)痛及促進(jìn)上皮修復(fù)等作用。以三氯羥基二苯醚為主要抗菌成分的含漱液在臨床上已作為術(shù)后口腔護(hù)理用藥，但是用于術(shù)前口腔護(hù)理尚未見(jiàn)報(bào)道。本文觀察組患者于術(shù)前3d開(kāi)始應(yīng)用三氯羥基二苯醚，而對(duì)照組患者于術(shù)后1d開(kāi)始應(yīng)用，均至手術(shù)切口拆線為止，觀察組術(shù)后各種口腔并發(fā)癥（口臭、潰瘍、牙齦出血、真菌斑）的發(fā)生率均較對(duì)照組明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。提示術(shù)前對(duì)將接受肝移植手術(shù)的患者進(jìn)行有效地口腔護(hù)理，徹底清潔口腔，可降低術(shù)后口腔并發(fā)癥。

綜上所述，肝移植患者術(shù)前即采用含三氯羥基二苯醚成分漱口液進(jìn)行口腔護(hù)理，不僅達(dá)到了清潔口腔的目的，同時(shí)能有效地降低術(shù)后各種口腔并發(fā)癥的發(fā)生率，減輕患者術(shù)后痛苦，可能會(huì)通過(guò)抑制口腔細(xì)菌易位，進(jìn)而減少肺部感染發(fā)生率，提高肝移植術(shù)后的生存率。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ 鄭樹(shù)森.中國(guó)肝移植技術(shù)熱點(diǎn)與前沿探討［J］.現(xiàn)代實(shí)用醫(yī)學(xué)，2011，23（7）：721-722.

［2］ 李萌萌，李榮華，殷愷，等.肝移植術(shù)后早期口腔并發(fā)癥及深部真菌感染的預(yù)防［J］.天津醫(yī)藥，2011，39（6）：511-513.

［3］ 李浩渤，高琪，陳惠珍，等.三種口氣檢測(cè)方法的相關(guān)性分析［J］.河北醫(yī)藥，2010，32（3）：289-290.

［4］ 任玉蓉，雷梅珍，曾秀育.自配藥用于燒傷小兒合并口腔潰瘍效果觀察［J］.中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2011，9（1）：154.

［5］ LU H，WU Z，XU W，et al.Intestinal microbiota was assessed in cirrhotic patients with hepatitis B virus infection.Intestinal microbiota of HBV cirrhotic patients［J］.Microb Ecol，2011，61（3）：693-703.

（本文編輯：趙麗潔）

PREPARATION AND THERMODYNAM IC STUDY OF NITRENDIPINE MOLECULARLY IMPRINTED POLYMERS

ZHANG Ziyi1，F(xiàn)ENG Lixia2，XIU Rong3*（1.Department of Surgery，Staff Hospital，Hebei Huabei Diesel Engine Co，Ltd，Shijiazhuang 050081，China；2.Department of Foreig Languages，HebeiMedical University，Shijiazhuang 050017，China；3.Department of
Physical Chemistry，the School of Pharmacy，Hebei Medical University，Shijiazhuang 050017，China）

Objective To investigate the preparation，drug identification and thermodynamic properties of the nitrendipine molecularly imprinted polymers（MIP）.And to explore new methods for determination and chiral separation of nitrendipine drug.MethodsMIPs for nitrendipine were prepared by bulk polymerization method，utilizing methacrylic acid（MAA）as functional monomer，trimethylol propane triacrylate（TMPTA）as cross-linking agent.Selective recognition characteristics of MIPs for nitrendipine，nimodipine，and felodipine drugmolecules were studied in equilibrium binding experiment.ResultsThe static adsorption distribution coefficient（KD）values of three drugs were 0.326 4，0.187 5，0.032 9，respectively.TypeⅠadsorption isotherm was obtained，and an exothermic process of polymerswas controlled by enthalpy.ConclusionMIP prepared in this study had a higher selectivity for nitrendipine，which suggests certain practical significance for enrichment，determination and chiral separation of nitrendipine drug.The thermodynamics results showed that nitrendipine imprinted polymer adsorption was an enthalpy control process，which can further deepen the understanding of the adsorption mechanism.

nitrendipine；thermodynamic；adsorption

R917.7

A

1007-3205（2013）07-0796-04

2012-12-26；

2013-03-28

河北省科技廳重點(diǎn)資助項(xiàng)目（07276101D-37）

張自一（1955-），男，山東臨清人，河北華北柴油機(jī)有限責(zé)任公司職工醫(yī)院主治醫(yī)師，從事普通外科疾病診治研究。

*通訊作者。E-mail：xiurong1956@sina.com

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.07.019