通过双重聚合策略制备分子印迹聚合物，以实现从姜黄（Kaempferia galanga L.）提取物中靶向分离乙基对甲氧基肉桂酸酯

《Talanta Open》：Development of Molecularly Imprinted Polymers via Dual Polymerisation Strategies for Targeted Isolation of Ethyl p-Methoxycinnamate from Kaempferia galanga L. extract

姜黄科植物根茎中通过分子印迹聚合物（MIPs）提升EPMC的提取效率，比较了 bulk 和 suspension 共聚方法。结果表明，使用 MAA 在 n-hexane 中以 1:7 比率合成的 MIP B2，经固相萃取（SPE）后 EPMC 恢复率达 82.4%±5.52%，纯度超 97%，并具有高选择性（k'值为 1.064）。该法相比传统柱色谱法步骤减少50%，成本降低约33%，且 MIP B2 可重复使用6次仍保持稳定吸附性能。

　　这项研究围绕从植物中提取一种重要化合物——乙基对甲氧基肉桂酸（EPMC）展开，旨在开发一种高效、选择性更强的提取方法。EPMC是一种广泛存在于植物精油中的化合物，尤其在Kaempferia galanga L.（也称作kencur或芳香姜）的根茎中含量较高。尽管EPMC在该植物中占比高达32.01%，但传统的分离方法只能获得0.5%至2.5%的提取率，这表明现有技术在提取效率上仍有较大的提升空间。因此，研究团队引入了分子印迹聚合物（MIPs）技术，通过批量和悬浮聚合两种方法合成MIPs，以增强EPMC的选择性提取能力。

MIPs技术基于特定分子与聚合物之间的识别位点形成原理，这种技术能够在复杂的天然基质中实现对目标分子的高效识别和结合。通过筛选六种功能单体，研究团队发现甲基丙烯酸（MAA）和2-羟乙基甲基丙烯酸（HEMA）在与EPMC的结合能力上表现最佳，因此选择了这两种单体进行进一步研究。在确定最佳的模板-单体比例后，研究团队合成了一系列MIPs和非印迹聚合物（NIPs），并使用多种表征手段，包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面分析（BET）和粒径分析（PSA）来评估其结构和物理特性。

研究发现，批量聚合产生的聚合物颗粒较大且形状不规则，而悬浮聚合则能产生更均匀的颗粒，减少了后续研磨和过滤的必要性，从而避免了对印迹位点的破坏。此外，通过吸附等温线分析，研究团队发现MIPs符合弗伦德利希等温模型，表明其吸附过程发生在异质表面上，且具有较高的结合能力。其中，MIP B2（批量聚合，MAA，1:7比例）表现尤为突出，其结合能力（KF）达到了0.081 mg/g，这表明其在EPMC的结合过程中具有较高的亲和力。

为了进一步验证MIPs的提取性能，研究团队进行了固相萃取（SPE）实验，发现MIP B2在提取EPMC时能够实现高达82.4%±5.52的回收率，同时其印迹因子（IF）超过1.3，表明其对EPMC具有良好的选择性。此外，MIP B2在提取过程中表现出对结构类似物（如乙基肉桂酸、肉桂醛和木犀草素）的显著识别能力，表明其在复杂混合物中具有较高的特异性。这些结果不仅验证了MIPs在EPMC提取中的有效性，还表明其在实际应用中具有良好的可重复性和可重复性，能够在六次循环中保持较高的回收率。

通过比较MIP B2和NIP B2在不同提取条件下的表现，研究团队进一步确认了MIPs在EPMC提取中的优越性。尽管MIP B2的孔体积和表面积略低于NIP B2，但其结合能力明显更强，这说明印迹位点的存在对EPMC的结合起到了关键作用。此外，悬浮聚合产生的MIP S2虽然在结合能力上也表现良好，但其性能不如MIP B2，这可能与悬浮聚合过程中使用的引发剂（BPO）浓度有关。BPO在悬浮聚合中的分解温度较高，可能导致聚合过程过快，从而影响结合位点的稳定性。

研究团队还通过计算分析进一步探讨了EPMC与各种单体之间的相互作用。结果显示，甲基丙烯酸（MAA）与EPMC之间的结合能较低，表明其在结合过程中存在较强的相互作用，这可能是MIP B2在结合能力上表现优异的原因之一。此外，计算结果还表明，结构类似物如乙基肉桂酸和肉桂醛与MAA的结合能力较强，这可能会对EPMC的提取造成一定的干扰。因此，研究团队强调了MIP B2在选择性上的优势，特别是在去除干扰物质方面。

通过实验分析，研究团队发现MIP B2在提取过程中能够显著提高EPMC的回收率和纯度，且与传统方法相比，其提取步骤更少，成本更低，具有更高的实用性。此外，研究团队还探讨了MIPs技术在自然产物纯化中的潜在应用，并指出其在工业规模应用中的前景。尽管MIPs技术展现出诸多优势，但研究团队也指出了当前研究的一些局限性，如引发剂类型和用量未进行优化，悬浮聚合过程中搅拌速度的优化仅在两种速率下进行，以及实验仅在实验室规模上进行，尚未验证其在更大规模下的可行性。

总的来说，这项研究成功开发了一种针对EPMC的分子印迹聚合物，并通过实验验证了其在提取过程中的高效性和选择性。研究结果表明，MIP B2在EPMC的提取过程中表现最佳，具有较高的回收率和纯度，同时在重复使用过程中也保持了良好的性能。这些发现不仅为自然产物的提取提供了新的方法，也为MIPs技术的进一步发展和优化奠定了基础。此外，研究还强调了MIPs技术在可持续发展和绿色化学中的应用潜力，表明其在实际生产中的可行性和环保性。未来的研究可以进一步探索MIPs在其他天然产物提取中的应用，并优化其合成条件以提高其在工业规模上的适用性。