天然产物中活性成分的高选择性提取,是实现资源高值化利用和推动绿色可持续发展的关键环节。然而,该过程常受限于体系成分复杂、结构相似物干扰显著等诸多技术挑战。近期,孙燕华博士在天然产物分离与富集领域取得了一系列重要研究进展。通过设计并构建多种基于金属有机框架(MOF)修饰的分子印迹聚合物,成功实现了对天然产物中白杨素、丹酚酸A的高效高选择性富集。
在针对蜂胶中白杨素的提取研究中,基于花瓣状碳球构建了UiO-66修饰的氮掺杂分子印迹聚合物材料N-CF@UiO-66@MIPs。以氮掺杂的多孔碳花为载体,在其表面原位生长金属有机框架(UiO-66),并包覆印迹层,形成具有高比表面积、大孔容和丰富识别位点的复合吸附剂。该印迹吸附剂材料展现出优异的吸附容量(117.6 mg g-1)和显著的选择性(IF=3.73),并拥有良好的抗干扰与循环使用性能。

图1 印迹吸附剂N-CF@UiO-66@MIPs的合成路线及从蜂胶中选择性富集白杨素
针对丹参中丹酚酸A的富集,构建了MOF功能化的复合印迹吸附材料SiO₂@UiO-66@DESs@MIPs。该材料以原位生长的SiO₂@UiO-66为核心载体,利用DESs作为功能单体,在其表面构建具有丰富活性位点的印迹层,不仅显著提高了材料比表面积(247.814 m²·g⁻¹)和孔容(0.575 cm³·g⁻¹),还通过多重作用力增强对丹酚酸A的识别能力。为了提高材料在酸性洗脱条件下的稳定性,我们进一步开发了基于空心碳壳和溶菌酶功能化的酸稳定型MOF-MIPs材料(HC@UiO-66@Lys@MIPs)。该材料可在30 min内达到吸附平衡,最大吸附量为197.7 mg g-1,并在多轮使用后仍保持优异的结构完整性与吸附性能。材料在复杂的天然样品基质中展现出良好的抗干扰与再生性能。

图2 印迹吸附剂 SiO2@UiO-66@DESs@MIPs合成路线及选择性富集丹酚酸A
系列工作分别以“Metal-organic framework composites-based molecularly imprinted polymers functionalized with deep eutectic solvent for selective extraction of Salvianolic acid A from Salvia miltiorrhizae Radix”(Journal of Chromatography A, 2025, 1760, 466312),“High-efficiency UiO-66 decorated flower-like molecularly imprinted polymers for the selective enrichment of chrysin from propolis”(Journal of Chromatography A, 2025, 1759, 466256), “Acid-resistant molecularly imprinted polymers based on in-situ generated Metal-Organic Frameworks: A novel solid-phase extraction adsorbent for selective enrichment of salvianolic acid A from Salvia miltiorrhiza (Microchemical Journal, 2025, 217, 114966)”为题发表在Journal of Chromatography A和Microchemical Journal等国际期刊。 本系列研究通过将MOF的高比表面积、有序孔道结构与MIPs的精准分子识别能力有机结合,成功构建了一系列具有高吸附量、优异选择性和良好稳定性的复合材料,为推动天然产物中目标成分的高效分离及高值化利用提供了中药的材料基础与方法参考。我院孙燕华为系列工作第一作者,王晓博、谢智宇副教授、许志红教授分别为通讯作者。