分子印迹聚合物的制备与应用进展
分子印迹技术及其应用
分子印迹技术及其应用分子印迹技术是一种利用生物和化学原理,针对特定分子的选择性识别和分离技术。
通过分子印迹技术,可以制备出具有特定分子识别性的分子印迹材料,在分离、检测和定量领域具有广泛应用。
一、分子印迹技术的发展历程分子印迹技术自1970年代提出以来,经过几十年的发展和改进,现已成为一种成熟的技术。
其发展历程主要可以分为以下几个阶段:1. 初步探索阶段(1970年代-1980年代):在这个阶段,科学家们尝试通过合成各种聚合物来制备分子印迹材料,并开始研究分子印迹材料的特异性和选择性。
2. 技术改进阶段(1990年代-2000年代):在这个阶段,科学家们开始采用新的聚合物合成方法和控制技术,使得分子印迹材料的特异性和选择性得到了极大提高,并开始研究分子印迹材料在实际应用中的表现。
3. 微纳技术应用阶段(2010年代至今):在这个阶段,科学家们开始利用微纳技术制备分子印迹材料,并尝试将其应用于各种领域,如生物医学、环境检测等。
二、分子印迹技术的原理和方法分子印迹技术的原理是基于模板分子与聚合物之间的非共价相互作用来制备分子印迹材料。
具体步骤如下:1. 模板分子选择:选择具有特定结构及性质的分子作为模板分子,并与功能单体一起共聚合或交联生成聚合物。
2. 聚合体制备:在模板分子的作用下,功能单体参与聚合或交联反应,在模板分子的“引导”下,其它单体则不参与反应,从而形成模板分子的“印迹”空腔,最终得到具有特异性的分子印迹材料。
3. 分子印迹材料性能评价:通过评价分子印迹材料在分离、检测和定量领域的特异性和选择性来判断其性能。
三、分子印迹技术的应用分子印迹技术在药物检测、环境监测和食品安全等领域有广泛应用。
1. 药物检测:利用分子印迹技术制备出特定药物印迹材料,在药物检测和分离中具有很高的选择性和灵敏度。
例如,根据药物的结构特点,可设计出具有选择性对某种药物进行分离的纯化工艺,从而控制药物的质量。
2. 环境监测:利用分子印迹技术制备出特定污染物印迹材料,在环境检测中具有很高的选择性和灵敏度。
分子印迹聚合物研究进展
对分 子 印迹聚合 物进行 表 面修 饰或是 在分子 印迹过 程 中引进 新方 法是获得识 别性 能专一 的分 子 印迹 聚 合物 的有效 途 径 。JH gnk 对()萘 普生 ( )n poe ) S一 洛分 ( )iu rf ) .ai a a s一 ( 一 arxn和()布 s ( 一b po n印 s e 迹 过 的聚合物 进行 了亲水 性表 面修饰 ,并将 这种修饰 后 的分子 印迹 聚合物应用 于血清 和 鼠血浆 中
进 展
1 分 子 印 迹 聚 合 物 的 制 备
在分 子 印迹 聚合 物 的制 备方 法上 ,合 适 的功 能单体 、交联 剂 、聚合 和洗脱 条件是获 得识别性 能 专一 的分 子 印迹 聚合物 的关键 。TT ku h 1 以甲基丙 烯 酸和 乙烯 基取代 的锌 卟啉 为功能单 .a ec i『 I 等
维普资讯
第1卷 第3 5 期
20 0 2年 9月
四 川 轻 化 工 学 院 学 报
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体 ,制备 了左旋 辛 可尼 定 ( ic o ii )分 子 印迹 聚合 物 ,与单 纯 以 甲基丙 烯酸 或锌 卟啉 为功 c h ndn n e 能单体 的分子 印迹 聚合物 相 比 ,该 聚合 物具有 更多 的高亲 和位点 ,因而能更有 效地选 择性 吸附左 旋 辛可 尼定 。J Ln 首次将 以 c ( ) 催化 剂的荧 光有机化 合物 与 K S . i【 M. oⅡ为 H O 的化学发 光反应 引入 分子 印迹 领 域 ,制 备 了 以丹 酰 一 一 L 苯丙 氨酸 为模 板 的分子 印迹 聚合物 。J ai kI . gn a1 H a 优化 了 以 4 一 乙 烯 基 吡 啶 (一 i l r i ,一 P 为 功 能 单 体 , 以 二 甲 基 丙 烯 酸 乙 二 醇 酯 (t ln g cl 4 vn p i n 4 V ) y yd e e yee l o h y dm t c l e G MA 为交 联剂 ,用 多步溶 胀 聚合法 制备 均- ( 一 i e a r a ,E D ) h yt - s 萘普 生( )npoe) ) ( 一 a rxn分子 印迹 s 聚合 物 的条件 。M..h sw et A K aa n h 】以 4 乙烯 基苯 基氨基 甲酸酯用 共价 聚合 法制备 了三环类抗 抑郁 一 药 分子 印迹聚合 物 ,大大改 善 了保 留化合 物 的峰形 。
分子印迹技术的研究进展
分子印迹技术的研究进展随着生物技术的不断发展,分子印迹技术作为生物医学领域的一种重要技术,其应用范围也越来越广泛。
分子印迹技术是一种新型的分子识别技术,其基本原理是以化学反应为手段,将所需的分子直接印在高分子材料上,从而使其获得分子识别功能。
本文将从分子印迹技术的定义、原理、分类、应用等方面对其研究进展进行探究。
一、分子印迹技术的定义与原理分子印迹技术(Molecular Imprinting Technology,MIT)是一种以高分子材料为主的制备方法,结合模板分子、功能单体及交联剂,通过化学交联反应的手段,制备具有目标分子选择性识别特性与固定能力的高分子材料。
分子印迹技术制备出的高分子材料成为分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer,MIP),是一种具有分子识别特异性的功能材料,能够与目标分子发生特异性的反应,其分子识别机理主要基于模板分子与单体共价结合,使高分子材料具有特异性识别目标分子的功能。
二、分子印迹技术的分类根据制备方法和目标分子的性质,分子印迹技术可以分为两大类:非共价分子印迹技术和共价分子印迹技术。
非共价分子印迹技术主要包括自组装分子印迹技术和表面印迹技术,其制备过程主要基于模板分子与单体之间的物理吸附作用和范德华力的相互作用。
共价分子印迹技术则以共价键为主,主要包括常规共聚分子印迹技术、研磨共聚分子印迹技术和交联优化共聚分子印迹技术等。
常规共聚分子印迹技术是通过加入适当的功能单体和交联剂直接制备分子印迹体,而研磨共聚分子印迹技术是将模板分子和其他反应物一起研磨搅拌,并在一定条件下进行反应,使反应物进行共聚合,而交联优化共聚分子印迹技术则是在常规共聚分子印迹技术的基础上,加入交联优化剂,以优化高分子材料的交联度和合成条件,从而使分子印迹体性能得到进一步提高。
三、分子印迹技术的应用1、分子识别材料分子印迹技术的最主要应用是制备分子识别材料,其制备的分子识别材料可以用于化学传感器、生物传感器、分离科学、纯化和制备纯化药物等方面。
蛋白质分子印迹聚合物的研究进展
蛋白质分子印迹聚合物的研究进展摘要:现阶段内所使用的最新型的分离技术就是分子印迹技术。
这其中对于蛋白质分子印迹聚合物的识别有着很大的价值贡献,这一项研究同时有着很强的挑战行。
越来越多的学者对于这方面加大了重视。
本文主要是在最近几年内该项目研究基础上进行分析,为以后发展做出简单阐述。
关键词:蛋白质印迹;分子印迹技术;分子识别1、分子印迹聚合物相关内容1.1分子印迹聚合物发展过程所谓的分析印迹聚合物指的是一种通过人工合成的分子识别能力的高分子材料。
这样技术所具备的最大的特点就是能够对于特定的分子实现预期性的选择。
在上世纪40年代,人们在研究免疫学的时候发现了分子印迹,诺贝尔学者对于合成抗体提出这样的理论依据:生物体释放出的物质和外来物质之间所产生的结合位置;所出现的结合位置和外来物质的空间是不是能够相匹配。
1.2 分子印迹聚合物的特点分子印迹聚合物具有其独特的优势,主要表现在以下方面:(1)结构刚性,能有效定位印迹孔穴的构型和互补官能团;(2)空间结构具有柔韧的特点,能完美保证实现动力学;(3)容易接近亲和位点,保证知识分子的识别;(4)机械稳固顽强,即便在重力高压的状态也能实现分子印迹聚合物;(5)热稳定、高温适用的特点。
在所有产品聚合物的家族中,分子印迹聚合物越来越受到青睐,总体说来是由于其显著特性:(1)构效预定性(predetermination)。
在自组装结构过程中,模板分子进行聚合形成,功能单体也是如此,人们会根据自身的目的需要进行压制不同的分子印迹聚合物。
(2)特异识别性(specific recognition)。
印迹分子有其特定的位点,并能利用识别功能实现印迹分子的定做。
(3)广泛实用性(practicability)。
印迹分子聚合物和抗原、抗体、激素、受体进行对比,可以发现其通过化学合成后,能有效抵御恶劣的天气环境,保证非常稳定的状态,寿命时间也比较长。
另一方面,印迹分子聚合物还能辨别一些含剧毒的化合物,而且可循环使用、花费成本低,没有蛋白质分子识别系统的高昂代价。
分子印迹聚合物
分子印迹聚合物的制备方法及展望摘要:本文主要介绍了分子印迹聚合物的原理以及分子印迹聚合物的制备技术,并展望了分子印迹聚合物的发展前景。
关键字:分子印迹;分子印迹聚合物;制备技术分子印迹技术(molecular imprinting technique ,MIT) 又称分子烙印,是将高分子科学、材料科学、生物化学、化学工程等学科有机结合在一起,为获得在空间结构和结合位点上与模板分子完全匹配的聚合物(即分子印迹聚合物,molecular imprinting polymer ,MIP) 的一种新型实验制备技术。
1、分子印迹的基本原理由Pauling理论出发,当模板分子与聚合物单体接触时应尽可能的与单体形成多重作用点,如果通过聚合,这种作用会被固定下来,当模板分子被除去后,聚合物中就形成了与模板分子空间匹配的具有多重作用点的空穴,这样的空穴对模板分子具有选择性,这就是分子印迹的原理。
分子的印迹过程可由下列三步所组成:(1)在功能单体[1]和模板分子之间制备出共价的配合物,或形成非共价的加成产物[2]。
(2)对这种单体-模板配合物(或加成物)进行聚合。
(3)将模板分子从聚合物中除去。
分子印迹技术是20 世纪末出现的一种高选择性分离技术,通过印迹、聚合、去除印迹分子三步制备分子印迹聚合物(MIPs)[3],以其特定的分离机理而具有极高的选择性,可以作为高度专一的固相萃取材料。
2、分子印迹聚合物制备研究进展近年来,分子印迹技术受到了人们越来越多的关注,分子印迹聚合物的制备研究获得了很大的发展。
分子印迹聚合物的制备方法大致有:本体聚合、原位聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶胀聚合,表面聚合[4]。
2.1本体聚合[5]在早期大都分都采用本体聚合法制备MIPs,即把印迹分子、功能单体、交联剂和引发剂按一定比例溶于惰性溶剂,密封在一个真空的安培管中,经聚合制得棒状聚合物,经粉碎、过筛、洗脱等得到所需粒状MIPs。
邓茜珊等[6]采用分子印迹方法,以橙皮素为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,本体聚合方式制备了橙皮素分子印迹聚合物。
分子印迹技术的研究与应用
分子印迹技术的研究与应用分子印迹技术是近年来兴起的一种“专属分子识别技术”,该技术通过在特定的模板分子的作用下,使得单体在形成聚合物时可以选择性地结合到模板分子,从而制备出具有特异性的分子印迹聚合物。
分子印迹技术应用广泛,并已成为各种领域中不可或缺的分析手段,下面将介绍分子印迹技术的研究和应用进展。
1. 分子印迹技术的研究进展首先,探究分子印迹技术应用的基础——分子印迹聚合物的制备和性能。
分子印迹聚合物的制备是该技术的核心问题之一,它涉及到选择单体、功能单体和模板分子三个方面的问题。
近年来,研究者陆续开展了有关单体、功能单体和模板分子的选择和配比、聚合反应条件的优化等一系列方面的研究工作。
例如,功能单体的选择是影响聚合物性能的关键因素之一,研究人员经过多次实验验证,发现与自由基反应较缓慢的、含有双键官能团的单体与模板分子配比在1:2,丙烯酸为促进剂,可以获得良好的分子印迹聚合物。
此外,近期开展了很多新型功能单体的设计,如双馏分子(DLM)单体、离子液体(IL)功能单体等,其中的官能团与模板分子的作用力较大,可以进一步提高聚合物的分子识别性。
其次,关于分子印迹聚合物的性能表征也是近年来研究的重点之一。
常用的性能表征方法包括形貌表征、组成表征和性能表征等。
形貌表征方面,近年来已经发展出了各种表征手段,例如红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱等。
特别是近年来逐渐成熟的原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM),使得科学家们可以更清晰地观察到分子印迹聚合物的形貌结构。
组成表征方面,涉及到化学分析、热分析等方法,诸如元素分析、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)等,可以直接或间接地反映出分子印迹聚合物的组成和物理化学性质。
性能表征方面,包括对分子印迹和非分子印迹聚合物识别能力的比较、动态弥散光谱(DLS)和表面等电点(pHIEP)等的表征,以及对印迹聚合物特异性识别能力的表征。
2. 分子印迹技术在不同领域的应用2.1在生物领域的应用分子印迹技术具有良好的生物适应性和特异性,因此在生物领域的应用非常广泛。
分子印迹技术的制备及在样品前处理中的应用
分子印迹技术的制备及在样品前处理中的应用
分子印迹技术是一种新型的分离技术,它利用特定的分子模板制备定向分子印迹聚合物,从而具有手性、分离、净化和检测分子中目标分子的特异性和高效性。
一、分子印迹技术的制备
(1)模板性溶剂化学聚合物(SBP)。
SBP可用于制备各种模板材料,可根据需要制备不同的模板分子印迹聚合物,例如蛋白质、核酸、咪唑醇类化合物等。
(2)催化聚合。
常见的催化聚合有两种,一种是缩聚聚合,包括链增强缩聚聚合(ATRP),另一种是无催化聚合,包括力学聚合(MPP)。
(3)分离分析。
聚合物是耦合器,它可以用于蛋白质、核酸分子之间的特异性结合,将分子结合物从混合样品中分离出来,进行分析分离。
二、在样品前处理中的应用
(1)生物样品处理。
分子印迹聚合物可以用于分离细胞内的分子,从而改善实验室测定的灵敏度和准确性。
此外,它也可以用于分离植物、细菌分子以及水环境中的抗性等有价值的分子,这些分子是生物多样性研究的重要资源。
(2)定量检测。
分子印迹聚合物可以用于同位素定量的检测,例如用于医学、食品、环境及有毒物质等的检测。
此外,它还可以用于构建复杂的传感器,以测定多种不同的样品中的特异物质。
(3)活性物质分离检测。
分子印迹聚合物可以用于提取活性物质,以便快速准确地检测多种物质,包括蛋白质、核酸、碳水化合物等。
综上所述,分子印迹技术是一种新型的分离技术,具有高灵敏性和特异性,可以检测多种样品中的有价值的分子,并且在样品前处理中也有广泛应用,可以更好地检测多种物质。
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展
RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物研究进展1. 引言1.1 研究背景在本文中,我们将探讨RAFT聚合法在合成蛋白质分子印迹聚合物方面的研究进展,探讨其在生物医学领域的应用前景,以及未来可能的研究方向和发展趋势。
通过对这些问题的深入探讨,可以更好地理解RAFT聚合法在蛋白质分子印迹聚合物领域的潜力和局限性,为未来的研究提供一定的参考和启示。
1.2 研究意义蛋白质是生物体内必不可少的重要大分子,发挥着极其重要的生物功能。
蛋白质的特异性识别性质使其在生物医学领域具有广泛的应用价值,例如用于药物靶向传递、生物传感器和诊断等方面。
目前蛋白质分子的分离、识别及检测仍然面临着挑战,传统的方法往往存在识别不准确、特异性差等问题。
本文旨在总结和探讨RAFT聚合法合成蛋白质分子印迹聚合物的研究进展,以期为相关领域的研究提供新的思路和方法,推动蛋白质分子识别材料的发展和应用。
【2000字】2. 正文2.1 RAFT聚合法简介RAFT聚合法的优点包括温和的反应条件、良好的可调控性和高效的合成方法等。
在蛋白质分子印迹聚合物的研究中,RAFT聚合法的应用越来越广泛。
通过调节RAFT聚合反应的条件和RAFT试剂的选择,可以实现对蛋白质印迹聚合物的精确控制,从而提高其识别性能和稳定性。
2.2 蛋白质分子印迹聚合物的制备方法1. 选择模板蛋白质:首先需要选择要印迹的目标蛋白质作为模板。
模板蛋白质的选择对于后续的聚合物性能和识别能力有着重要影响。
2. 模板固定:将模板蛋白质固定在功能单体中,通常是通过共价键或非共价键的方法将模板蛋白质与功能单体结合。
3. 功能单体聚合:在模板蛋白质的周围引入功能单体,通过RAFT聚合法进行聚合反应。
功能单体通常选择含有亲和基团的单体,以增强对目标蛋白质的特异性识别能力。
4. 模板蛋白质的去除:使用相应的条件将模板蛋白质从聚合物中去除,得到蛋白质分子印迹聚合物。
这些步骤的精准操作和合理设计可以影响到蛋白质分子印迹聚合物的结构和性能,进而影响其在生物医学领域的应用效果。
分子印迹聚合物的制备及其应用
分子印迹聚合物的制备及其应用分子印迹聚合物,简称MIP,是一种高分子材料,它的制备方法类似于钥匙和锁的关系。
利用特定的分子作为模板,在聚合物的结构中留下“钥匙孔”,这些孔可以高度选择性地识别和结合相应的分子。
因此,MIP具有广泛的应用领域,包括化学分析、生物医药、环境监测等。
一、分子印迹聚合物的制备MIP的制备通常涉及以下步骤:1. 模板选择。
选择适当的模板分子,考虑分子的大小、结构、稳定性等因素。
常用的模板分子包括小分子、蛋白质、药物、环境污染物等。
2. 功能单体选择。
功能单体是聚合物中可与模板分子相互作用的单体,通常选择与模板分子具有亲和性的单体作为功能单体。
3. 交联剂选择。
交联剂是聚合物化学反应中将各个单体交联成结构稳定的键,单体与交联剂的比例很重要,过多会导致聚合物不稳定,过少则容易失去亲和性。
4. 聚合反应。
在功能单体与交联剂的作用下,聚合物会自然形成具有特定的孔道结构,从而构建出“钥匙孔”,具有选择性识别和结合模板分子的能力。
二、分子印迹聚合物的应用1. 化学分析MIP具有高度选择性,可以识别和结合具有相似结构的分子,因此在化学分析中有广泛的应用,包括药物分析、环境检测等。
例如,MIP可以用于乃米西星的抗体分析,其分析结果与一般的酶标测定法相当,但是其特异性更强,同时不会被其他具有相似结构的分子所干扰。
在环境检测中,MIP可以用于检测废水中的有机污染物。
2. 生物医药MIP还可以作为药物传递系统的载体。
例如,可以将药物分子作为模板,制备出具有选择性识别和释放药物分子的聚合物,从而提高药物的疗效和降低不良反应发生的风险。
此外,MIP还可以用于诊断,可以作为医学影像材料,进行生物分子或细胞标记和成像等。
3. 环境监测MIP具有高灵敏度和选择性,可以用于检测或去除废水中的有机污染物,包括防止水源污染、地下水中有毒物质的检测等。
例如,MIP可以制备出特异性识别苯酚的聚合物,可以用于苯酚的去除和检测;同时可以制备出特性识别多环芳烃类环境污染物的聚合物,从而减轻环境污染对生态的影响。
分子印迹聚合物材料的合成与应用研究
分子印迹聚合物材料的合成与应用研究分子印迹聚合物材料作为一种重要的分离技术和分析方法,近年来引起了广泛的关注。
它通过特制的模板分子与功能单体的相互作用,形成高选择性和高专一性的分子识别材料,可用于药物分离纯化、环境监测、化学传感和生物医学等领域。
本文将从分子印迹聚合物的合成和应用两方面进行具体介绍。
一、分子印迹聚合物的合成分子印迹聚合物的合成是通过聚合反应将模板分子与功能单体以及交联剂共同聚合形成的。
首先,在反应体系中加入功能单体和模板分子,并通过一定的反应条件(如温度、pH等)促使它们发生相互作用,从而形成具有特定识别功能的复合物。
然后,加入交联剂,通过交联反应使复合物与聚合物链相互连接,完成聚合过程。
最后,通过去除模板分子,得到具有空位结构的分子印迹聚合物。
在分子印迹聚合物的合成中,功能单体的选择是至关重要的。
一方面,功能单体应具有与模板分子相互作用的特异性,以保证分子印迹聚合物对目标分子的高选择性。
另一方面,功能单体应具有良好的可聚合性和稳定性,以确保聚合反应的顺利进行。
目前常用的功能单体包括丙烯酸类、乙烯类、二烯基苯类等。
二、分子印迹聚合物的应用1. 药物分离纯化分子印迹聚合物在药物分离纯化领域具有重要的应用价值。
通过选择适当的功能单体和模板分子,可以制备出对目标药物具有高选择性的分子印迹聚合物,实现对药物的分离纯化。
这对于提高药物的纯度和效率具有重要意义。
2. 环境监测分子印迹聚合物在环境监测领域的应用也引起了广泛关注。
通过选择适当的功能单体和模板分子,可以制备出对特定环境污染物具有高选择性和高灵敏度的分子印迹聚合物,用于环境监测和污染物的检测。
这对于保护环境和评估环境污染程度具有重要意义。
3. 化学传感分子印迹聚合物在化学传感领域的应用也具有潜力。
通过选择适当的功能单体和模板分子,可以制备出对目标分子具有高选择性和高灵敏度的分子印迹聚合物,用于化学传感和分析。
这对于实现化学分析的高灵敏度和高专一性具有重要意义。
分子印迹技术的原理与应用
分子印迹技术的原理与应用分子印迹技术是一种重要的化学分析工具,旨在培育或制备具有特异性结合能力的高度选择性分子。
该技术在药物检测、生物检测和环境监测等领域得到了广泛的应用。
本文将探讨分子印迹技术的基本原理及其在不同领域中的应用。
一、分子印迹技术的基本原理分子印迹技术是一种基于生物学中抗体结合原理的化学分析方法,但是它使用人工合成的分子代替天然的抗体。
其基本原理是利用聚合物、功能材料或生物大分子作为母体,添加布满功能单体的“模板”分子进行聚合。
在反应结束后,去除模板分子,留下结构上对应的“印迹”位点。
从原液或标准答案中筛选出可高度特异性识别目标分子的“印迹聚合物”。
分子印迹聚合物是聚合物大分子,其分子结构中包含有针对目标分子的固定结构。
这些结构可以与目标分子发生特异性结合,并选择性地分离目标分子。
分子印迹技术主要包括三个阶段。
第一阶段是模板分子的选择和与该模板分子相应的交联单体的选择。
在这一阶段,分子印迹聚合物需要被打造成在相同条件下多次差不多的合成成果。
因此,在合成聚合物时,要列出药物、毒物或肽段分子的性质和性质之间的变异范围。
第二阶段是单体与模板的洗脱。
在这一阶段,可以使用地刺橙、导体薯等溶剂来洗脱模板分子。
这些溶剂通常是与水失去平衡,而且是不相容的。
第三阶段是印迹聚合物的筛选、制备和性能评估。
在此阶段,需要选择合适的试验条件,以确定印迹聚合物的最佳运行条件。
此过程中的关键是判断功能单体与可用的世界性的选择性。
另外,聚合物分离的纯度和分离结果的结果也需要考虑。
二、分子印迹技术在药物检测中的应用分子印迹技术主要被应用于药物检测和分析中。
在药物检测中,分子印迹技术可以被用来检测毒品、药物和化合物,从而帮助控制药品滥用和城市污染。
例如,根据分子印迹技术,可以开发出针对多种药物的检测系统。
三、分子印迹技术在生物检测中的应用在生物检测领域中,分子印迹技术可以被用来检测各种生物分子。
例如,它可以用于蛋白质、抗体、细胞和细胞表面物质的检测和分离。
分子印记技术及应用即文献综述
分子印记技术及应用即文献综述分子印记技术及应用南岳化学与材料科学系 09级应用化学1班邓谷微摘要:分子印迹技术(MIT)是制备对某一特定目标分子具有特异选择的聚合物即分子印记聚合物的过程,本文从分子印迹聚合物的制备原理、制备原料、制备方法等三个方面综述了分子印迹技术,最后简述了分子印迹技术的应用及发展前景。
关键字:分子印迹技术制备原理制备条件制备方法1 概述1.1 引言分子印迹技术(Molecularly Imprinting Technique,MIT)是制备空间结构和结合位点与模板分子完全匹配的聚合物的实验技术。
1940年Pauling【1】就提出了可利用抗原作为模板来制备抗体的空间结合位点理论。
20世纪80年代初,研究人员利用天然化合物或合成化合物模拟生物体系进行分子识别研究,在一定意义上构成了MIT的雏形J。
在MIT发展的初期,德国HeinrichHeine大学的G.Wulff教授采用共价结合方式制备分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers,MIPs),但由于可供选择的材料十分有限,故在20世纪90年代以前研究进展缓慢。
20世纪90年代以后,瑞典Lund大学的K.Mosbacht【2】在非共价MIT方面做了许多开创性工作,并于1997年成立了国际性的分子印迹学会(Society for Molecularly Imprinting,SMI),极大的促进了MIT的发展。
分子印迹聚合物的识别及其理论的发展现已应用于色谱分析和色谱分离、抗体和受体模拟物、膜分离、蛋白质分析、固相萃取、生物传感器等领域分子印迹技术于近十年内得到了飞速的发展,已经成为当前研究的热点之一目前,国内外对MIT的研究正方兴未艾,研究及应用文献较多。
本文重点介绍MIT的制备原理、制备原料、制备方法等三个方面综述了分子印迹技术,最后简述了分子印迹技术的应用及发展前景。
1.2 分子印迹技术的原理1.2.1 分子印迹的基本原理分子印迹的基本思想源于人们对抗原-抗体以及酶-底物专一识别性的认识,是人工合成与目标分子耦合的大分子化合物。
分子印迹材料的制备与应用探索
分子印迹材料的制备与应用探索分子印迹材料是一种以特定分子为模板,通过聚合物或材料组成的人工材料。
这些材料可以根据模板分子的形状和特定功能来选择和识别目标分子。
分子印迹材料的制备与应用在化学、生物医学以及环境科学等领域有着广泛的应用与前景。
在分子印迹材料的制备中,模板分子起着至关重要的作用。
模板分子是用来引导聚合物的自组装,从而形成具有特异性结构的材料。
常见的模板分子包括有机分子、小分子药物、金属离子等。
在制备过程中,需要选择合适的聚合物或材料作为基质,并通过化学反应将其与模板分子结合。
反应条件的控制和选择合适的模板分子可以有效地调控分子印迹材料的结构和性能。
分子印迹材料的应用范围广泛,其中最受关注的是在化学传感器和分离纯化领域的应用。
在化学传感器方面,分子印迹材料可以选择性地响应目标分子的存在,并转换为可观测的信号。
这种选择性使得分子印迹材料在药物检测、环境分析和食品安全等领域具有良好的应用前景。
在分离纯化领域,分子印迹材料可以选择性地吸附目标分子,并在后续的分离过程中实现目标分子的选择性捕获和回收。
这种选择性可以用于分离和富集生物样品中的分子,如药物、蛋白质和DNA等。
与传统的化学合成方法相比,分子印迹材料的制备具有一定的优势。
首先,分子印迹材料可以通过简单的方法制备,例如溶胶-凝胶、聚合物化学等。
其次,制备过程相对简单,不需要复杂的实验条件和昂贵的设备。
此外,分子印迹材料的选择性和特异性可以通过改变材料的成分、模板分子和条件等进行调控。
这种灵活性使得分子印迹材料能够在不同领域和应用中发挥重要作用。
尽管分子印迹材料在许多领域展示了巨大的潜力,但仍面临一些挑战。
首先,制备过程中的选择性和特异性需要进一步提高。
当前的制备方法仍然存在一定的难度,对于一些复杂的目标分子,选择性和特异性还不够理想。
其次,分子印迹材料的再生和回收仍然面临一定的难题。
虽然一些方法已经被提出,但仍需要进一步改进以提高其使用寿命和再生能力。
分子印迹技术
分子印迹技术及研究进展摘要:分子印迹是制备具有分子特异识别功能聚合物的一种技术。
近年来,这项技术取得了重大的突破和进展,影响到社会多很多领域。
本文介绍了分子印迹技术的基本原理与印迹聚合物的制备方法,综述了该技术在色谱、固相萃取、药物分析、生化分离、生物传感器技术以及生物催化方面的研究与应用,并对未来的发展方向进行了展望。
关键词:分子印迹技术,基本原理,研究进展,展望1.引言分子印迹技术(Molecular Imprinting Technique,MIT)是一种有效的在高度交联、刚性的聚合物母体中引入特定分子结合位点的技术[1]。
MIT是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种化学分析技术,属于泛分子化学研究范畴,通常被人们描述为创造与识别“分子锁匙”的人工“锁”技术[2].分子印迹技术也叫分子模板技术,最初出现源于20世纪40年代的免疫学[2]。
近年来MIT发展十分迅速,主要是因为其有三大特点:即预定性、识别性和实用性。
由于分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer,MIP)具有抗恶劣环境的能力,表现出高度的稳定性和长的使用寿命等优点,因此,它在许多领域,如色谱中对映体和异构体的分离、固相萃取、化学仿生传感器、模拟酶催化、临床药物分析、膜分离技术等诸多领域展现了良好的应用前景[3-8],并由此使其成为化学和生物学交叉的新兴领域之一,得到世界注目并迅速发展。
近年来,已有一些文献介绍了这方面的理论和最新研究成果。
本文收集了很多有关分子印迹技术的文献。
通过对这些文献的回顾,对分子印迹技术的基本原理和研究进展作了比较全面的评述,并对该领域未来的发展方向作出展望,旨在引起国内分析化学工作者对该领域研究的关注,以便更快地赶上国际先进水平.2.分子印迹技术的基本原理分子印迹技术是将模板分子又称印迹分子、目标分子与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合得到固体介质,然后通过物理或化学方法洗脱除去介质中的模板分子,得到“印迹”有目标分子空间结构和结合位点的MIP,在这种聚合物中形成了与模板分子在空间和结合位点上相匹配的具有多重作用位点的空穴,这样的空穴对模板分子具有选择性[9].目前发展的分子印迹技术主要有两种:1)共价法(预组织法)该方法主要由Wulff[10]等创立。
分子印迹聚合物的制备及其应用
收 稿 日期 :0 10— 4 2 1 -62 基 金 项 目 : 家 自然 科 学 基 金 资 助 ; 种 新 型 聚 氨 酯 —— 非 异 氰 国 一
由于不 同模板 分 子 的分子 印 迹聚 合 物具 有不
同 的 结 构 和性 质 , 以一 种 印 迹 聚合 物 只 能 与 一 种 所
摘要
关键 词
介绍 了分 子 印迹聚 合物 的原 理 、 制备 方法 。重 点介 绍 了分子 印迹 聚合 物在 固相 萃取 、 传感 器 、 疫分 析 、 化 剂和 膜技 术 免 催
分 子印 迹聚 合物 ; 固相 萃取 ; 感器 ; 疫分析 ; 化剂 ; 传 免 催 膜技 术
等 方 面的应 用研 究进展 。
m e s i o i ha e e r ci n,s ns r ,i r n s ld p s xt a to e o s mmun a s y ,c t l s nd me o s a s a a y ta mbr ne t c ni e a e h qu . Key wor s:mo e u a l i p i t d p y r s i p s e t a to d l c l ry m rn e . ol me ; ol d ha e x r c in; s ns r i e o ; mm u oa s y; c t l s ; n sa a a y t me b a e t c i ue m r n e hn q
分子印迹技术及其应用
(3)将聚合物中的印迹分子洗脱或解离出来, 这样在聚合物中便留下了与模板分子大小 和形状相匹配的立体孔穴,同时孔穴中包 含了精确排列的与模板分子官能团互补的 由功能单体提供的功能基团。这便赋予该 聚合物特异的“记忆”功能,即类似生物 自然的识别系统,这样的空穴将对模板分 子及其类似物具有选择识别特性。
五 需要更深入研究的问题是
1 分子识别机理研究相对肤浅。对主客体的识别 机制没有统一说法,有些研究者认为主客体分子间 空间有方向性非共价键起决定作用,有些研究者认 为空间效应起到关键作用。对结合位点的作用机 理和传质机理了解也较少。
色谱分析分子印迹
色谱技术是分子印迹聚合物的又一应用,可 以用作分析,用于建立高效液相色谱或毛细 管电泳方法,在此,分子印迹聚合物类似于免 疫色谱中的免疫吸附剂。聚合物本体合成 后研细装柱或直接原位合成用作色谱柱。
酶模拟
分子印迹最富挑战性的应用研究是对酶的人工模 拟.同抗体酶一样,人们试图用分子印迹来获得酶的 结合部位和催化基团,从而显示酶的活性。Sarhan 以吡多醛为印迹分子,用4-乙烯基咔唑为单体制备 出分子印迹高聚物,它促进了氨基酸衍生物的质子 转移。应用聚乙烯咔唑作为印迹聚合物能促进模 板分子的酯水解能力。由于过渡态能促进产物的 形成,所以印迹过渡态类似物成为最普遍地制备模 拟酶的方法 。
四 分子印迹技术的应用
1 分子印迹聚合物在层析上的应用 2 抗体/受体结合模拟 3 色谱分析分子印迹 4 酶模拟 5 生物传感器
分子印迹聚合物在层析上的应用
由于目前有相当的药物未得到拆分,而分子 印迹聚合物可用于层析固定相来分离对应 体,因此分子印迹层析(Molecular Imprinting chromatography)对解决药物拆分就具有很 大潜力。
分子印迹合成材料的制备及其应用研究
分子印迹合成材料的制备及其应用研究分子印迹技术是一种高度选择性的分子识别技术,它通过在聚合物中捕获与目标分子具有特异性的分子间相互作用,实现了对目标分子的高效识别和分离。
分子印迹合成材料是一类具有分子识别功能的材料,可以广泛应用于分离纯化、化学分析、药物传递、生物传感等领域。
一、分子印迹合成材料的制备方法目前常用的分子印迹合成方法主要包括溶液聚合法、固相聚合法、磁性印迹聚合法、表面印迹聚合法等。
其中,溶液聚合法是最传统、应用最广泛的制备方法,其基本步骤包括预聚物合成、聚合反应、模板分离、后处理等。
预聚物合成是制备分子印迹合成材料的第一步,通常选择合适的交联剂,与单体以一定比例混合,并在惰性气氛下反应一定时间,得到具有一定交联反应程度的聚合物。
在选择单体时,通常选择具有相互作用力的单体,如氢键、伦敦分散力、π–π堆积等。
将模板分子加入预聚物–交联剂混合物中,与单体形成稳定的配位作用,形成具有选择性的分子印迹聚合物,并进行聚合反应。
反应结束后,可用溶剂或水将模板分子从聚合物中去除,使聚合物中留下与目标分子匹配的凹穴,从而具有特异性的分子识别能力。
为了提高印迹效果,可以采用模板偏析或后基因工程等方法进行优化。
二、分子印迹合成材料的应用领域1. 生物传感领域:利用分子印迹材料对生物分子进行识别和传感,完成对复杂生物体系的探究和监测。
例如,利用分子印迹材料对蛋白质进行识别,可用于快速、准确地检测体内重要酶类的活性和分子浓度等指标。
2. 药物控释领域:分子印迹合成材料可以作为药物靶向运输的载体,其特异性识别能力可确保药物仅被释放在目标附近。
此外,利用分子印迹合成材料制备的电化学传感器,具有响应速度快、灵敏度高等优点,可应用于临床药学实践中。
3. 食品与环境领域:分子印迹合成材料在食品与环境领域中,可用于快速检测、分离污染物,从而有效地减少污染源对环境和人体的危害。
例如,通过制备特定的分子印迹合成材料,可对地下水中的重金属离子进行选择性吸附,从而减少水中的有害物质。
分子印迹聚合物制备新进展
Ab t a t Moe ua mp n ig tc n lg so e o e h t p t o ce t i r s ac o a a s I hsp p r te p n il f s r c : lc lr i r t e h oo y i n f h o os fs i ic e e rh n w d y .n t i a e ,h r cp eo i n t s nf i
制备 技 术 , 有 预 定 性 、 别 性 、 用 性 三 大 特 点 。 具 识 实 目前 , P 在 分离 提 纯 、 MIs 免疫 分 析 , 酶模 拟 以及 生 物 模拟传 感器 等 方 面 显示 出广 泛 的应 用 前 景l J 成 I ,
为 新 世 纪 最 具 潜 力 的 新 材 料 之 一 , Is 因 此 被 誉 MP 也
Ke r s: lc lri r t g p 1mei o p o r s y wo d moe ua mp i i ; oy r 砒i nn z n; r ge s
分 子印迹 技术 是指 为获得 在 空间结 构 和结合 位 点上 某一 分子 ( 模板 分 子 ) 全匹 配的 聚合 物的试 验 完
封管 聚合是 目前 应用 最多 的方法 。其 工艺 过程
是 将模 板分 子 、 功能单 体 、 交联 剂和 引发剂 按一定 的
比例溶 解在 惰性 溶剂 中 , 后移 入玻璃 安 培瓶 中 , 然 再
超 生脱 气 , 氮 除氧 , 真 空 下 密 封 安 培瓶 , 加 热 通 在 经 或 紫外 光照 射引 发聚 合后得 到块 状 聚合物 , 经研 碎 、
分子印迹材料的合成及其在生物识别中的应用研究
分子印迹材料的合成及其在生物识别中的应用研究分子印迹材料是一种非常有应用前景的高分子材料,它可用于生物识别和环境监测等方面。
本文将从分子印迹材料的定义、合成方法、特点以及在生物识别中的应用等方面进行探讨。
一、分子印迹材料的定义分子印迹材料是一种利用特定分子与高分子材料间的相互作用,制备对该特定分子高度选择性结合的高分子材料的方法。
这种高度选择性结合的高分子材料通常被称为分子印迹聚合物。
二、分子印迹材料的合成方法分子印迹材料的制备方法通常包括三个步骤:模板分子的选择、明胶、溶剂以及交联剂的选择、与模板分子的相互作用力。
1. 模板分子的选择模板分子是分子印迹的关键因素之一。
它的选择通常取决于分子印迹材料的应用领域。
由于模板分子是用来构建分子印迹材料的模板,所以通常需要对要识别的分子进行化学或生物学分析,以便得出分子的性质和结构信息。
2. 明胶、溶剂以及交联剂的选择明胶的作用是固定模板分子和聚合物。
溶剂的选择与氢键、范德华力等相互作用力的选择有关。
交联剂可以提高分子印迹聚合物的稳定性和选择性。
3. 与模板分子的相互作用力分子印迹材料的合成是一种相互作用的过程。
在聚合的过程中,要使得高分子材料中的分子和模板分子结合,从而实现对目标分子的选择性结合。
三、分子印迹材料的特点1. 高选择性和高灵敏度分子印迹材料具有优异的选择性和灵敏度。
它能够对目标分子实现高度选择性的结合,并且在较低的浓度范围内也能实现灵敏检测。
2. 轻质、易制备、低成本分子印迹材料的制备方法简单,所需的材料和设备也很常见。
在制备过程中,可以选择性地调整聚合物的结构和性质,以实现高度定制化的功能。
3. 非常应用性分子印迹材料是一种高度应用性的材料,它可以用于识别和分离目标分子,这对如生物医学和环境监测等领域来说非常重要。
四、分子印迹材料在生物识别中的应用分子印迹材料在生物识别领域的应用十分广泛。
以下列举几个例子:1. 蛋白质分子印迹材料的合成和应用利用蛋白质分子印迹材料可以识别和分离特定的蛋白质。
分子印迹技术的原理与应用进展
第2 5卷 第 4期
20 0 7年 7月
泉州 师范 学 院学报 ( 自然 科学 )
J u n lo a z o r l ie st ( t r lS in e o r a fQu n h u No ma Un v riy Na u a ce c )
来 物质在 空 间上相互 匹配. 从那 时 起 , 学 家对 生 物分 子天 然 识别 的模 拟 研 究 产 生 了浓 厚 兴 趣 , 由此 科 并 对 分 子印迹 进行 了各 种 尝试 . 14 9 9年 , c e Di y首先 提 出 了“ 子 印迹” 一 概念 , 在 很 长一 段 时 间 内没 有 引 起 人 们 的重 视 . 9 2 k 分 这 但 17
等方 面有 了新 的发 展 , 由此使 其成 为 化学 和生 物学 交叉 的新 兴领 域 之一 , 到世 界 瞩 目并 迅 速发展 . 并 得
1 分 子 印迹 技 术 的 基 本 原 理
分子 印迹 技术 是将 要 分 离 的 目标 分 子作 为 模 板 分 子 , 它 与 将 交联剂 在 聚合物 单体 溶 液 中进 行 聚合 制备 得到 单体 一 模板 分 子 复 合 物 , 后通 过物 理 或化 学 手段 除 去模 板分 子 , 然 便得 到“ 迹” 目 印 下 标 分子 的空 间结 构 的分 子 印迹 聚合 物 ( P , 这 种 聚合 物 中形 MI) 在 成 了与 模板分 子 在空 间和 结合 位 点上 相 匹 配的具 有 多重 作 用位 点
没有 展开 . O世 纪 8 2 O年 代后 非共 价 型模板 聚 合物 的 出现 , 尤其 是 1 9 9 3年 Mo b c s ah等人 在 Nau e 发 tr 上
表 了有关 茶碱 分 子 印迹 聚合 物 的 研究 报道 [ , 3 使这 一技 术在 生 物传 感 器 、 工抗 体 模 拟及 色谱 固相分 离 ] 人