分子印迹聚合物的特性及其应用
分子印迹聚合物研究进展及应用(2012—2013年期间)
分子印迹聚合物研究进展及应用（2012—2013年期间）【摘要】综述了分子印迹聚合物特性研究及应用在2012-2013年期间最新成果，主要总结了分子印迹聚合物行为特性研究进展及分子印迹聚合物的应用。
并提出一些分子印迹聚合物研究上相对薄弱和不足之处。
【关键词】分子印迹聚合物；应用；研究进展分子印迹，是指用化学方法制备对某一特定分子具有特异选择性的聚合物的过程。
1931年由Polyakov最先提出，20世纪80年代后迅速发展。
分子印迹技术得到迅速发展主要原因是它具有构效预定性、特异识别性、广泛实用性三大优点。
分子印迹在药物分离、食品与环境检测、抗体或受体模拟、传感器等诸多领域都有广泛的应用。
1 分子印迹聚合物最新研究成果1.1 分子印迹聚合物吸附行为研究被吸附分子到达结合位点及其与印迹位点的结合是影响分子印迹聚合物吸附行为的重要因素。
杨强[1]等以木犀草素为模板分子，丙烯酰胺和4-基吡啶为功能单体乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，用本体聚合法制备了分子印迹聚合物，通过对聚合物的结构表征与吸附性能测试，发现功能单体对印迹聚合物的物理形貌、平均孔径、孔容比表面积有很大影响，这些结构特征与印迹聚合物的吸附性能密切有关。
1.2 对于水溶液体系的分子印迹聚合物研究进展随着分子印迹技术的飞速发展，分子印迹聚合物作为具有专一性识别能力的合成受体，在环境监测食品安全分析与临床医学诊断等领域展现出广阔的应用前景。
而由于这些检测的溶液均为水溶液体系，因此开发在水溶液中具有优异专一分子识别性能的分子印迹聚合物受到了广泛的关注。
张会旗[2]等人从分子设计出发，将可控/“活性”自由基聚合与分子印迹聚合物研究有机地结合起来，利用可控/“活性”自由基聚合技术{包括Iniferter-诱导的可控自由基聚合、原子转移自由基聚合及可逆加成/裂解链转移（RAFT）聚合}制备表面具有亲水性高分子刷或高分子水凝胶超薄壳层的分子印迹聚合物微球。
通过在分子印迹聚合物微球的表面引入亲水性高分子壳层的方法来达到提高其表面亲水性、降低其在水溶液中对所需识别分子的非专一性吸附、并最终得到适于水溶液体系的分子印迹聚合物的目的。
分子印迹聚合物及其应用_苏杰
第22卷第6期2008年11月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Shandong University of Technology (Natural Science Edition )Vol.22No.6Nov.2008收稿日期:2008208229基金项目:国家海洋局青年海洋科学基金资助项目(2007601)作者简介:苏 杰(19822),女,硕士研究生.文章编号:1672-6197(2008)06-0090-06分子印迹聚合物及其应用苏 杰1,尹晓斐2(1.中国海洋大学经济学院,山东青岛266071;2.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061)摘 要:分子印迹作为制备对某一特定的分子(印迹分子或模板分子)具有特异性识别的聚合物的过程,在分离分析、仿生传感器和模拟酶催化等方面具有重要的应用前景.介绍了分子印迹聚合物的基本原理、制备和特性,以及分子印迹技术的应用及发展趋势.关键词:分子印迹;分子印迹聚合物;制备方法;发展趋势中图分类号:Q932331文献标识码:AMolecular imprinted polymer (MIP)and its applicationSU Jie1,YIN Xiao 2fei2(1.School of Economics ,Ocean University of China ,Qingdao 266071,China ;2.First Institute of Oceanography ,State Oceanic Administration ,Qingdao 266061,China )Abstract :As a preparation process for t he polymer wit h f unction of identifying a specific mole 2cule (imp rinting molecule or template molecule ),molecular imp rinting has important applications in separation analysis ,simulation and biomimetic sensors ,and ot her aspect s such as enzymatic catalysis.This paper introduced basic p rinciples ,p reparetion met hod and characteristies of mo 2lecular imp rinted polymer (M IP ),and also t he application and develop ment t rends of molecular imp rinting technology.K ey w ords :molecule imp rinting ;molecule imp rinting polymer ;preparation ;develop ment t rends1 分子印迹聚合物的来源以及发展历程分子印迹聚合物(molecularly imp rinted poly 2mers ,M IPs )是一种人工合成的具有分子识别能力的新型高分子材料,其最大特点是对目标分子具有预定的选择性.分子印迹的出现直接源于免疫学的发展,早在20世纪40年代,著名的诺贝尔奖获得者Pauling 就提出了以抗原为模板来合成抗体的理论[1]:(1)生物体所释放的物质与外来物质有相应的结合位点;(2)该结合位点与外来物质在空间结构上相互匹配.该理论为分子印迹的发展奠定了理论基础,同时也激发了人们以抗原为模板进行分子自组装合成抗体模拟物的设想.虽然该理论后被“克隆选择理论”推翻,但其理论中所提出的结合位点和空间匹配的观点却成为分子印迹的基本思想.20世纪70年代,Wulff 等[223]首次成功制备出对糖类化合物有较高选择的共价型分子印迹聚合物.1993年Mosbach 等在Nature 上发表非共价型分子印迹聚合物合成及其仿生免疫分析应用的文章后[4],分子印迹聚合物的研究引起了许多学者的关注.2 分子印迹的基本原理在生物体系中,分子复合物通常通过非共价键相互作用(如氢键作用、范德华力、静电作用、疏水作用、亲水作用、(-(作用)而形成.由Pauling抗体形成理论出发,分子印迹是通过以下方法实现的:(1)在适当介质中,具有适当功能基团的功能单体通过与模板分子间的相互作用聚集在模板分子周围,形成稳定的复合物;(2)复合物与过量的交联剂形成聚合物材料,从而使功能单体上的功能基团在特定的空间取向上固定下来;(3)通过一定的化学方法将模板分子脱除,在聚合物材料中就形成了在三维空间大小、形状以及功能配基都与模板分子互补的分子印迹微腔.该分子印迹微腔使分子印迹聚合物具有天然抗体最重要的特征———分子识别.a.功能单体;b.交联剂;c.模板分子;1.功能单体与模板分子形成复合物;2.功能单体与交联剂发生共聚;3.在聚合反应进行中,一个不溶性的,高度交联的高分子网络围绕着模板分子形成;4.除去模板分子的同时得到一个对模板分子特异性识别能力的结合位点.图1 典型的分子印迹聚合物制备技术 由于分子印迹聚合物是根据特定印迹分子“量身定做”的,所以建立在分子印迹聚合物基础上的仿生识别可以和单克隆抗体相媲美,故Mosbach教授将分子印迹聚合物诙谐的称为“塑料抗体”(plasticantibody).由于使用不同的印迹分子制备的分子印迹聚合物具有不同的结构和性质,所以一种印迹聚合物只能与一种分子结合,类似于“锁”和“钥匙”,对印迹分子有相当高的专一选择性.因此,分子印迹通常又被人们形象的描述为制造识别“分子钥匙”的人工“锁”技术.3 分子印迹聚合物的特点Wulff[5]认为一种理想的分子印迹聚合物应具有以下的性质:(1)聚合物的结构应具有一定的刚性以保证印迹孔穴的空间构型和互补官能团的定位;(2)聚合物空间结构应具有一定的柔韧性以确保动力学平衡尽快达到;(3)具有亲和位点的可接近性,以提高分子识别过程的效率;(4)具有机械稳定性,以使分子印迹聚合物可以在高压下应用;(5)具有热稳定性,以便在高温环境下使用.分子印迹聚合物之所以发展如此迅速,主要是因为它有三大特点[6]:(1)构效预定性(p redetermi2nation).即模板分子和功能单体形成的这种自组装结构是在聚合之前预定形成的,所以人们可以按照自己的目的制备不同的分子印迹聚合物,以满足各种不同的需要;(2)特异识别性(specific recogni2tion).即分子印迹聚合物是按照印迹分子定做的,它具有能识别该印迹分子的特定的识别空腔和识别位点,可专一的识别印迹分子.(3)广泛实用性(p racticability).即它可以与天然的生物分子识别系统如酶与底物、抗体与抗原、受体与激素相比拟,但由于它是由化学合成的方法制备的,因此又有天然分子识别系统所不具备的抗恶劣环境的能力,从而表现出高度的稳定性和长的使用寿命;同时分子印迹聚合物可以识别免疫抑制性分子和剧毒化合物.分子印迹聚合物制备成本低是分子印迹技术的另一优点.与蛋白质分子识别系统和合成手性识别系统相比,制备分子印迹聚合物的成本是相当低的,而且印迹分子可以回收、重复使用.所有这些优点表明,分子印迹聚合物具有非常诱人的发展前景.4 分子印迹聚合物的合成方法按照单体与模板分子结合方式不同,分子印迹主要可以分为预组织法和自组装法两种基本方法(图2).4.1 预组织法合成分子印迹聚合物预组织法(preorganization)又称共价法,主要由Wulff[7]及其同事创立.在此方法中,印迹分子先通过共价键与功能单体相结合,形成单体-模板分子复合物,然后加入交联剂交联聚合,聚合后再通过化学方法使共价键断裂而去除印迹分子.19第6期 苏 杰,等:分子印迹聚合物及其应用图2 预组装法和自组装法示意图 一般来说,共价键作用较强,在分子识别过程中结合和解离速度慢,难以达到热力学平衡,不适于快速识别,且识别能力与生物识别相差太远,制备条件苛刻且价格昂贵,近年来这种制备方法发展缓慢.共价键作用的优点是在聚合反应中能获得在空间上精确固定排列的结合基团.若能将绝大多数的印迹分子除去,则是一类很好的功能材料.对用于催化剂的聚合物来说,其内部结合基团的方向和空穴中起催化作用的活性基团极为重要,此情况下共价键结合作用较为有利.4.2 自组装法合成分子印迹聚合物在制备分子印迹聚合物的过程中,印迹分子与功能单体首先通过一种或几种非共价键作用自组装成具有多点相互作用和确定关系的复合物,再加入交联剂和引发剂,聚合后这种相互作用被固定下来,然后通过淋洗除去印迹分子,如此就可以得到分子印迹聚合物.该方法灵活方便,制备过程简单,仅仅将各成分混合后就可直接聚合,适用范围广泛,因为非共价键相互作用力较弱,在温和条件下就可以除去印迹分子,底物的结合和解离平衡也可以较快达到,相对于共价法的印迹聚合物来说,更适合做高效液相系统中的固定相或者传感器.聚合反应后可除去绝大部分未反应的化合物,分子印迹聚合物对印迹分子就具有较高的结合选择性.但这种印迹过程也存在缺点,比如印迹分子与功能单体的化学计量数比难以确定.由于非共价的分子间作用力较弱,在聚合反应时常常需要加入过量的功能单体,这会在萃取时造成较严重的非特异性吸附,从而降低萃取选择性[8].常见的非共价键作用有:氢键、静电力、疏水作用等.使用较多的是氢键,如果只有单一氢键作用,其识别效果不佳,但是在印迹过程中多重氢键或氢键和其他的非共价键共同作用时,分子印迹聚合物就会具有很好的识别性[9-12].4.3 其它合成方法除了以上两类基本类型外,另外还有一种技术综合了二者,即聚合时单体与印迹分子间作用力是共价键,而在对印迹分子的识别过程中,二者的作用是非共价的.Whitecomb等人[13]综合了共价和非共价分子印迹技术和优点创建了一种新的分子印迹技术.模板分子同聚合物单体以共价键作用,洗脱时发生水解反应,失去一个CO2分子,则得到分子印迹聚合物.这种聚合物在以后的分离应用过程中则是以非共价键的方式同模板分子再结合.因而,既具有共价分子印迹聚合物亲和专一性强的优点又具有非共价分子印迹聚合物操作条件温和的优点.5 分子印迹聚合物的应用5.1 分子印迹聚合物在固相萃取中应用固相萃取(Solid-Phase Ext raction,简称SPE)是从溶液中萃取和分离分析物的一种技术,始于20世纪70年代,是作为补充或取代液-液萃取而发展起来的[14].固相萃取由于具有回收率和富集倍数高、有机溶剂用量少、对环境友好、无相分离操作、易于收集组分、能处理小体积试样、操作简单和易于实现自动化等优点,目前已成为最常用的样品前处理方法之一,已有许多固相萃取方法被颁布为标准方法[15].分子印迹聚合物是人工合成的聚合物,其对特定分子具有特异的选择性.不难推断,以分子印迹聚合物作为固相萃取吸附剂必可提高萃取选择性.因此分子印迹固相萃取已成为固相萃取研究的热点之29山东理工大学学报(自然科学版)2008年 一.1994年,Sellergren[16]首次报道了将分子印迹聚合物应用于固相萃取.近年来该方面的报道逐渐多了起来[17-19].到目前为止,分子印迹聚合物-SPE主要还是用于小分子的分离分析,对于这些化合物,与采用抗体为基础的亲和色谱分离效果相似.作为固相萃取固定相的分子印迹聚合物,除了高度的选择性和制备简单的优点外,在有机溶剂中良好的相容性使得分子印迹聚合物-SPE在对疏水性物质的分离中具有独特的优点.分子印迹聚合物虽然极大提高了固相萃取的选择性,但是仍然存在不足之处,比如:识别能力受溶剂的影响大、传质效率低、萃取的种类有限等等,有待今后的进一步研究.5.2 分子印迹聚合物在传感器方面的应用传感器在医药、化工、生物技术、环境污染监控等领域都有广泛的应用.近年来,生物传感器以其高灵敏度和高选择性引起了广泛的关注,但由于其采用的是生物识别元件(抗体、酶等),具有难于存储和不稳定的缺点,限制了生物传感器的大规模的应用.分子印迹聚合物作为一种有效的人工识别元件,已被尝试用于传感器分析.通常用分子印迹聚合物作为传感器的识别元件固定在传感器与被分析物的界面.被分析物在识别元件上的吸附经过传感器变为电讯号再放大.此信号与被分析物的浓度有关系.根据转换器的测量原理不同,传感器可以分为电化学式(包括电位型、电导型、电流型)、光学式、质量式和热学式.目前,分子印迹聚合物主要应用于前三类传感器中.分子印迹聚合物传感器研究的综述论文可参考Mo sabch[20].由于分子印迹聚合物的识别性能不受酸、碱、热以及有机试剂等各种环境因素的影响,因此,分子印迹聚合物传感器兼具有生物传感器和化学传感器的优点,可能是未来传感器的重要发展方向之一.5.3 分子印迹聚合物用作色谱固定相近年来,药物和药物中间体分子对映体纯度和组分的分析检测受到了广泛的关注,原因在于对手性药物而言,往往是一种异构体有药效,而其对映体药效很低或没有药效,有的甚至能引起严重的毒副作用.因此开发一种可靠、灵敏而又快速的手性化合物对映体的分析定性方法具有良好的应用价值和实际意义.采用分子印迹技术合成仿生高分子材料,即分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, M IPs),并将其应用于手性分子识别的研究正逐渐受到人们的重视[21-23].MIPs最广泛的研究领域之一是利用它的特异识别性去分离混合物.其使用的印迹分子范围广阔,无论是小分子(氨基酸、药品和碳氢化合物),还是大分子(如蛋白质),都已经被用于各种印迹技术中,并用于HPL C、TL C和CE分离中,其突出优点是可预测洗脱顺序[24].自从Wulff等[25]首先把分子印迹聚合物作为HPL C的固定相拆分模板分子α-D-甘露吡喃糖苯苷的外消旋体以来,分子印迹聚合物作为色谱固定相已广泛应用于各种外消旋体的拆分.此外在非手性分子的识别分离方面也有了新的进展.其它以睾丸酮[26]、胆固醇[27]、唾液酸[28]等作为模板分子,制备分子印迹聚合物作为色谱固定相的报道也已经出现.6 分子印迹聚合物领域目前的研究热点6.1 表面分子印迹聚合物最早期分子印迹聚合物的制备方法是本体聚合.它是将功能单体、交联剂、模板分子加入溶液中,进行聚合反应.反应完毕后,干燥聚合物,将其研磨、破碎、筛分得到一定粒径的分子印迹聚合物,最后洗脱除去模板分子.此法简便、直接,但得到的聚合物颗粒较大,不够均匀,且存在着模板分子包埋过深或过紧而无法洗脱下来的问题,导致模板分子“包埋”和模板分子泄漏的现象.为了克服上述缺点,表面分子印迹聚合物的合成在近年受到越来越多的重视.表面分子印迹聚合的合成方法是将模板分子固定在载体表面,然后在这载体表面引入功能单体和交联剂进行聚合反应,反应完毕后通过化学方法将载体溶解,并洗去模板分子,这样就得到印迹位点仅仅分布于表面或非常接近表面的表面分子印迹聚合物.表面分子印迹聚合物具有印迹位点高度可接近性、与目标分子结合传质速度快、降低“包埋”现象等优点.Mo sbach[29]和他的同事们介绍了一种合成表面印迹聚合物的方法[30],这种方法先将所印迹的分子固定在多孔二氧化硅小球的表面,然后在孔中填入功能单体和交联剂的混合物,使功能单体和固定的印迹分子发生作用,并引发聚合反应.在聚合反应完成后,用化学的方法去除二氧化硅和印迹分子,从而只剩下表面带有识别位点的多孔表面分子印迹聚合物.Rat ner提出了将蛋白质吸附在亲水的云母表面,然后将一个二糖类分子薄层覆盖在吸附的蛋白39第6期 苏 杰,等:分子印迹聚合物及其应用质上,一经干燥,该糖层便通过大量的氢键与蛋白质络合.随后将一个平坦的含氟聚合物薄膜通过发光放电等离子体与糖分子交联而沉积.接着去除云母并溶解蛋白质,最终形成一种多糖覆盖的、具有蛋白质形状的纳米凹坑[31].6.2 分子印迹聚合物材料纳米结构的合成分子印迹聚合物纳米结构的合成越来越成为当今热点.虽然在纳米结构的分子印迹聚合物中,模板分子仍然是包埋在分子印迹聚合物的交联网状结构中,但是如果这种分子印迹聚合物纳米结构具有超细、超薄尺寸(小于20nm),那么模板分子在洗脱过程中所需的扩散距离就很小,同时印迹位点也具有很高的可接近性.因此这种纳米结构可显著改善分子印迹聚合物的动力学性质.目前形成分子印迹聚合物纳米结构的主要方法包括,旋涂法[32]、电聚合法[33]、化学覆盖法[34]、接枝共聚法[35236]、乳液聚合法[37]、多步溶胀聚合法[38]等.近年来Husso n和Yang等分别提出了利用表面引发活性可控自由基聚合技术合成分子印迹材料纳米结构的新方法.该方法比前述的方法具有更好的广泛性,可以实现多种分子印迹材料纳米结构的合成[39-41].7 结束语目前.分子印迹技术仍然存在许多问题有待于进一步解决.首先是分子印迹过程和分子识别过程的机理和表征问题.尽管有不少研究者在这方面作过努力,但结合位点的作用机理、聚合物的形态和传质机理仍然不够清楚[42].如何从分子水平上更好地理解分子印迹过程和识别过程,仍需开展大量工作.其次,目前使用的功能单体、交联剂和聚合方法都有很大的经验性质和局限性.具体表现在:功能单体的种类太少以至于不能满足某些分子识别的要求.这就使得分子印迹技术远远不能满足实际应用的需要;目前分子印迹聚合物大多只能在有机相中进行聚合和应用而天然的分子识别系统大多是在水溶液中进行的;目前能用于分子印迹的大多是小分子,而有关大分子的报道的成功实例较少.可以相信,随着化学、生命科学、材料科学和分析技术等的不断发展,分子印迹技术将会在化学及其相关领域得到日益广泛的应用[43-44].参考文献:[1]Linus P.A t heory of t he structure and process of formation ofantibodies[J].J.Am.Chem.Soc.,1940,62:264322657. [2]Wulff G.,Sarhan A,Zabrocki K.Enzyme-analongue built pol2ymers and t heir use for t he resolution of racemates[J].Tet ra2 hedron Lett.,1973,44:432924332.[3]Wulff G.,Sarhan A.The use of polymers wit h enzyme-analo2gus structures for t he resolution of racemates[J].Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,1972,11:3412343.[4]Vlatakis G.,Andersson L I,Muller R.Drug assay using anti2body mimics made by molecular impringting[J].Nature,1993, 361:6452647.[5]Bruggemann O,Haupt K,Ye L.New configurations and appli2cations of molecularly imprinted polymers[J].J.Chromatogr.A.,2000,889:15224.[6]姜忠义,吴洪.分子印迹技术[M].北京:化学工业出版社,2003.[7]Wulff G,Schauhoff S J.Racemic resolution of free sugars wit hmacroporous prepared by molecular imprinting.Selec2 tivity Dependence on t he Arrangement of Functional Groups ver2 sus Spatial Requirement s[J].Chem.1991,56:3952 400.[8]Kees E,Christine B,Majors R E.Seletive sorbent s for solid-phase extraction based on molecularly imprinted polymers[J].LC-GC.,2001,19:9422954.[9]Andersson L I,Mosbach K.Enantiomeric resolution on molecu2larly imprinted polymers prepared wit h only non-covalent and non-ionic interactions[J].J.Chromatogr. A.,1990,516: 3132322.[10]Sellergren B,Shea K J.Chiral ion-exchange chromatographycorrelation between solute retention and a t heoritical ion-ex2 change model using imprinted polymers[J].J.Chromatogr.A.,1993,654:17228.[11]Fujii Y,Mat sutami K,K ikuchi K.Formation of a specific co-ordination cavity for a chiral amino acid by template synt hesis of a polymer SchrffBase cobalt(Ⅲ)complex[J]2 mon.,1985,7:4152417.[12]Dauwe C,Sellergrem B.Influence of template basicity and hy2drophobicity on t he molecular recognition properties of molecu2 larly imprinted polymers[J].J.Chromatogr. A.,1996,753: 1912200.[13]Michael J,Whitecomb M,Est her R,et al.A new met hod fort he introduction of recognition site functionality into polymers prepared by molecular imprinting:Synt hesis and characteriza2 tion of polymeric receptors for cholesterol[J].J.Am.Chem.Soc.,1995,117:710527111.[14]Poole C F.New trends in solid-phase ext raction[J].TrendsAnal.Chem.,2003,22(6):3622373.[15]Liska I.Fifty years of solid-phase extraction in water analysis-historical development and overview[J].J.Chromatogr.A.,2000,885(1-2):3216.[16]Sellergen B.Direct drug determination by selective sample en2richment on an imprinted polymer[J].Anal.Chem.,1994,66(9):157821582.49山东理工大学学报(自然科学版)2008年 [17]Bjamason B,Chimuka L,Ramst rom O.On-line solid-phaseextraction of triazine herbicides using a molecularly imprinted polymer for selective sample erichment[J].Anal.Chem., 1999,71:215222156.[18]K oster E H M,Crescenzi C,Hoedt W,et al.Fibers coatedwit h molecularly imprinted polymers for solid-phase microex2 traction[J].Anal.Chem.,2001,73,314023145.[19]Turiel E,Tadeo L,Martin A.Molecularly imprinted polymer2ic fibers for solid-phase microextraction[J].Anal.Chem., 2007,79:309923104.[20]Haupt K,Mosbach K.Molecularly imprinted polymers andt heir use in biomimetic sensor[J].Chem.Rev.,2000,100:2 49522504.[21]Dickert F L,Hayden O.Molecular fingerprint s using imprintingtechniques[J].Adv Mater,2000,12(4):3112314.[22]Vidyasankar S,Arnold F H.Molecular imprinting:selectivematerials for separations,sensors and catalysis[J].Curr Opin Biotechnol,1995,6(2):2182224.[23]戎 非,李 萍,冯小刚,等.分子印迹薄层色谱手性固定相的制备及其色谱性能[J].色谱,2006,24(3):3052308.[24]李丽虹,刘 岚,罗 勇,等.以分子印迹聚合物为固定相手性拆分1,1’-联-2-萘酚及其衍生物[J].色谱,2006,24(6): 5742577.[25]Wullf G.,Vesper W.Preparation of chromatographic sorbent swit h chiral cavities for racemic resolution[J].J.Chromatorg., 1978,167:1712186.[26]Cheong S H,McNiven S,Rachkov A.,et al.Testosterone re2ceptor binding mimic constructed using molecular imprinting [J].Macromolecules,1997,30:131721322.[27]Kugimiya A,Mat sui J,Abe H,et al.Synt hesis of castaster2one selective polymers prepared by moleular imprinting[J].A2 nal.Chim.,1998,365:75279.[28]Kugimiya A.,Takeuchi T,Mat sui J,et al.Recognition in no2vel molecularly imprinted polymer sialic acid receptors in aque2 ous media[J].Anal.Lett.,1996,29:109921107.[29]Kempe M.,Mosbach K.Direct resolution of naproxen on anon-covalently molecularly imprinted chiral stationary phase [J].J.Chromatogr.A,1994,664:2762279.[30]Y ilmaz E,Haupt K,Mosbach K.The use of immobilized tem2plates-a new approach in molecular imprinting[J].Angrew.Chem.Int.Ed.,2000,39:211522120.[31]Shi H,Tsai W B,Garrison M D.Template-imprinted nano2structured surfaces for protein recognition[J].Nature,1999, 398:5932597.[32]Schmidt R H,Mosbach K,Haupt K.A simple met hod forspin-coating molecularly imprinted polymer films of controlled t hickness and porosity[J].Adv.Mater.,2004,16:7192722.[33]Panasyuk T L,Mirsky V M,Pilet sky S A,et al.Electropoly2merized molecularly imprinted polymers as receptor layers in capacitive chemical sensors[J].Anal.Chem.,1999,71:4 60924613.[34]Pilet sky S A,Matuschewski H,Schedler U,et al.Surfacefunctionalization of porous polypropylene membranes wit h mo2 lecularly imprinted polymers by photograft copolymerization in water[J].Macromolecules,2000,33:309223098.[35]Sulitzky C,Ruckert B,Hall A J,et al.Grafting of molecularlyimprinted polymer films on silica support s containing surface-bound free radical initiators[J].Macromolecules,2002,35: 79291.[36]Gao D,Zhang Z,Wu M,et al.A surface functional monomer-directing strategy for highly dense imprinting of TN T at sur2 face of silica nanoparticles[J].J.Am.Chem.Soc.,2007, 129:785927866.[37]Vaihnger D,Landfester K,Krauter I.Molecularly imprintedpolymer nanospheres as synt hetic affinity receptors obtained by miniemulsion polymerisation[J].Macromol.Chem.Phys., 2002,203:196521973.[38]Haginaka J,Takekira H,Hosoya K.Molecularly imprinted u2niform-sized polymer for(S)-naproxen selectively modified wit h hydrophilic external layer[J].J.Chromatogr. A.,1999, 849:3312339.[39]Wei X,Li X,Husson S M.Surface molecular imprinting byatom transfer radical polymerization[J].Biomacromolecules, 2005,6:111321121.[40]Lu C H,Zhou W H,Han B,et al.Surface imprinted core-shell nanoparticles for sorbent assays[J].Anal.Chem.,2007, 79:545725461.[41]Wang H J,Zhou W H,Y in X F,et al.Template synt hesizedmolecularly imprinted polymer nanotube membranes for chemi2 cal separations[J].J.Am.Chem.Soc.,2006,128:159542 15955.[42]王荣艳,王培龙,王静,等.分子印迹技术的研究的新进展及应用[J].现代科学仪器,2008,(1):11216.[43]尹晓斐,郭秀春,陈军辉,等.分子印迹技术用于海洋微生物生物碱活性成分的发现[J].海洋科学进展,2008,(2):2282233.[44]彭友元.分子印迹技术的原理与应用进展[J].泉州师范学院学报(自然科学),2007,25:50255.59第6期 苏 杰,等:分子印迹聚合物及其应用。
基于量子点-分子印迹聚合物在分析检测中的应用探讨
基于量子点-分子印迹聚合物在分析检测中的应用探讨量子点-分子印迹聚合物是一种新型的材料，在分析检测领域具有广泛的应用前景。
它结合了量子点和分子印迹技术的优势，具有高灵敏度、高选择性、稳定性和重复使用性等特点。
本文将从量子点-分子印迹聚合物的原理、制备方法和在分析检测中的应用等方面进行探讨，以期为相关研究提供参考和借鉴。
一、量子点-分子印迹聚合物的原理量子点是一种具有特殊物理化学性质的纳米级半导体材料，具有尺寸效应、光电性能优异、发光色彩单一等特点。
分子印迹聚合物是一种具有特异性识别和结合目标分子的高分子材料。
将量子点和分子印迹技术相结合，制备出的量子点-分子印迹聚合物不仅具有量子点的特殊性质，还具有分子印迹聚合物的特异性分子识别能力，从而在分析检测中具有广阔的应用前景。
二、制备方法量子点-分子印迹聚合物的制备方法主要包括溶液法、原位合成法和表面修饰法等。
溶液法是将预聚合物和目标分子混合，通过共聚合或交联聚合的方法将量子点包裹在分子印迹聚合物中；原位合成法是在量子点表面原位聚合单体，形成分子印迹聚合物；表面修饰法则是将预先合成的分子印迹聚合物包裹在量子点表面，形成复合材料。
这些制备方法各有优缺点，需根据具体需要选择合适的方法。
三、在分析检测中的应用1. 生物传感器量子点-分子印迹聚合物可以作为生物传感器的关键材料，用于检测生物分子、药物和环境中的有害物质。
由于其高度选择性和灵敏度，可以实现对目标分子的快速、准确检测，有望在医学诊断和环境监测中得到广泛应用。
2. 食品安全食品中的残留农药、兽药和毒素是人们关注的热点问题，量子点-分子印迹聚合物可以用于检测食品中的残留物，具有低成本、快速检测、高灵敏度的优势，有望在食品安全领域得到应用。
3. 化学品检测化学品的快速准确检测对于工业生产和环境保护至关重要，量子点-分子印迹聚合物可以用于检测化学品中的有害物质，实现对化学品的快速识别和定量分析。
四、展望随着现代科技的不断发展，量子点-分子印迹聚合物在分析检测领域的应用前景将越来越广阔。
分子印迹聚合物在物质分析中的应用研究进展
2019/11/19
3
分子印迹聚合物原理
功能单体通过与模板分子相互作用聚集在 模板分子周围形成某种可逆的复合物
功能单体与过量交联剂在致孔剂存在下发 生共聚生成高聚物 将模板分子从高聚物中解离出来
2019/11/19
4
分子印迹聚合物原理图
2019/11/19
5
分子印迹聚合物的制备
溶液聚合方法:用光照或加热的方式引发 自由基进行溶液聚合,聚合后将形成的块状 聚合物研磨成一定大小的无定型的颗粒.这 种方法操作简单,但比较费时.
2019/11/19
8
生物模拟传感器
近来，生物传感器技术的发展极为迅速。但是，用于生物传感器 的生物分子却因为性能不稳定易被破坏，且种类太少而不能满足 实际应用的需要。由于分子印迹聚合物具有可设计性，种类极其 丰富，且坚固耐用，有很强的抗酸、碱能力，环境适应性很强， 故科学家们设法用MIPS来替代生物分子以适应生物传感器技术发 展的要求。自分子印迹技术用于膜传感器以来，MIPS在生物传感 器上的应用就一直是研究热点，尤其是近两年来，该技术发展极 为迅速，Malitesta,Haupt, Yano, Ansel等人在这一方面都作了 广泛的研究。98年在波士顿召开的有关化学传感器的国际性会议 对分子印迹技术在生物传感器中的应用的现状和未来作了全面而 系统的探讨，为分子印迹技术和传感器技术的发展开辟了新的道 路.
7
分子印迹聚合物在物质分析中的应用
在生物样品分析上的应用:
生物样品中某种成分的测定在疾病诊断,药物 动力学分析,法医学,动物食品检验等领域得到 广泛的应用.在生物样品分析中,许多内源性的 物质的存在使得样品的净化成为不可缺少步骤. 而分子印记固相提取显示了巨大的优越 性.Sellergren采用分子印记固定相选择性地富集 尿样中的喷他脒,用PH为9的流动相除去尿样中 的碱性化合物,然后以 PH为3的流动相洗脱待 测物,直接进行紫外定量检测.
分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用
分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用分析分子印迹聚合物是一种高效的药物分析方法，通过特异性的分子印迹技术，可以将目标物质分离出来，并进行定量分析。
本文将详细介绍分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用。
一、分子印迹技术的原理分子印迹技术是一种基于分子识别和选择性结合的分离和分析方法。
它可以通过预先合成单体与目标分子构形相似的模板分子相互作用并形成具有空穴结构的聚合物。
在去除模板分子后，这些聚合物中形成的空穴可以特异地结合目标分子，从而实现目标分子的高效准确分离和定量分析。
二、分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用1. 药物类别的分离分析分子印迹聚合物可以用于特定药物类别的高效分离。
例如，可以根据模板分子的特异性结合，使用分析分子印迹聚合物来分离氨基酸药物、激素类药物、抗生素等不同种类的药物。
这对于药物分析和药物研究具有重要意义。
2. 药物的定量分析利用分析分子印迹聚合物可以实现药物的定量分析，将其与其他检测方法相比，具有高度的选择性和灵敏度。
分析分子印迹聚合物可以用于药物的高效定量分析和毒物的检测。
3. 药物代谢产物的检测药物在体内代谢产生的新分子通常比药物本身更难检测。
使用分析分子印迹聚合物可以特异性地识别和提取代谢产物，实现药物代谢产物的定量分析，有助于药物代谢研究的开展。
4. 食品中药物残留的检测食品中药物成分的快速准确检测一直是工业和政府部门关注的热点问题。
分析分子印迹聚合物可以通过特异性地结合单一或多种残留药物，实现食品中药物残留的高效精确检测和快速鉴定。
三、分析分子印迹聚合物的优势1. 高选择性分析分子印迹聚合物可以根据目标分子的特异性结合，实现高度选择性的分离和检测。
与其他检测方法相比，分析分子印迹聚合物具有更高的准确性和特异性。
2. 高灵敏度由于分析分子印迹聚合物可以精确结合目标分子，因此具有高度的灵敏度。
通过定量分析目标物质在分子印迹聚合物中的含量，可以精确测量药物的浓度和残留量。
3. 良好的重复性和稳定性分析分子印迹聚合物制备过程标准化程度高，可以保证实验的重复性和稳定性。
三种分子印迹的原理与应用
三种分子印迹的原理与应用1. 引言分子印迹技术是一种基于分子识别的方法，通过合成分子印迹聚合物（MIPs）来选择性识别目标分子。
根据不同的制备方法，可以分为三种分子印迹：非共价相互作用型、共价相互作用型和半共价相互作用型分子印迹。
2. 非共价相互作用型分子印迹非共价相互作用型分子印迹主要利用分子间的非共价相互作用（如氢键、范德华力等）来识别目标分子。
主要工艺包括自组装、缩合聚合法和前驱体中位取代法。
•自组装法：通过模板分子与功能单体形成一定的分子间作用力，进而在功能单体中自组装形成孔道结构来识别目标分子。
•缩合聚合法：通过在模板分子周围引入功能单体，通过缩合反应形成共价键，生成聚合物介孔结构，实现对目标分子的识别。
•前驱体中位取代法：通过将模板分子置于功能单体中间位置，然后利用引发剂诱导交联反应，形成孔道结构以识别目标分子。
3. 共价相互作用型分子印迹共价相互作用型分子印迹是利用目标分子与功能单体之间通过共价键形成的稳定连接来实现目标分子的选择性识别。
主要有两种方法：原位聚合法和后位聚合法。
•原位聚合法：在模板分子与功能单体经过共价键连接后，以功能单体为单体发起剂进行自由基聚合，最终形成孔道的聚合物结构来选择性识别目标分子。
•后位聚合法：首先将模板分子稳定连接在载体上，然后对功能单体进行自由基聚合反应，最终脱除模板分子，形成孔道结构用于识别目标分子。
4. 半共价相互作用型分子印迹半共价相互作用型分子印迹是利用目标分子与功能单体之间通过共价键和非共价键（如氢键）形成的半共价键连接来实现目标分子的选择性识别。
•比较常见的方法是利用共轭自由基诱导剂（CDRI）作为共价发起剂，引发功能单体的自由基聚合，最终形成聚合物介孔结构，实现对目标分子的识别。
5. 应用分子印迹技术在各个领域都有广泛的应用：•生物医学领域：可以用于药物分析、生物传感器等。
例如，可以使用分子印迹聚合物来选择性识别某种药物，从而实现药物检测和分离纯化。
分子印迹聚合物固相萃取及其应用
分子印迹聚合物固相萃取及其应用摘要：分子印迹作为制备对某一特定的分子（印迹分子或模板分子）具有特异性识别的聚合物的过程，在分离分析、仿生传感器和模拟酶催化等方面具有重要的应用前景。
关键词：分子印迹分子印迹聚合物固相萃取应用前景分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers ，mips）是一种人工合成的具有分子识别能力的新型高分子材料，合成此聚合物的技术是在pauling 的“抗原--抗体”作用学说以及dickey 的“专一性吸附”理论的启发下建立起来的。
此外，它具有稳定的物理化学特性和机械性能，能耐高温、高压；抵抗酸、碱、高浓度离子及有机溶剂的作用，并可以反复使用。
近十几年来，利用基于mips 的技术从环境样品（水和土壤）和生物样品（血液、尿液、动物肝脏、植物）中萃取分析物受到越来越多的关注，并取得了良好的效果，本文主要综述分子印迹聚合物的制备及其在固相萃取中的应用。
一、分子印迹聚合物的制备原理mips 制备的基本原理是，在适当的溶剂中，经交联剂作用，模板分子与一种或几种功能单体形成含有模板分子的聚合物母体，然后通过物理或化学途径除去母体中的模板分子，最终得到分子印迹聚合物（mips）。
二、分子印迹聚合物的制备方法按照单体与模板分子结合方式不同，分子印迹主要可以分为预组织法和自组装法两种基本方法（一）预组织法合成分子印迹聚合物预组织法（preorganization）又称共价法，在此方法中，印迹分子先通过共价键与功能单体相结合，形成单体- 模板分子复合物[1]，然后加入交联剂交联聚合，聚合后再通过化学方法使共价键断裂而去除印迹分子。
（二）自组装法合成分子印迹聚合物在制备分子印迹聚合物的过程中，印迹分子与功能单体首先通过一种或几种非共价键作用自组装成具有多点相互作用和确定关系的复合物[2]，再加入交联剂和引发剂，聚合后这种相互作用被固定下来，然后通过淋洗除去印迹分子，如此就可以得到分子印迹聚合物。
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。
分子印迹聚合物的原理和作用方式
分子印迹聚合物的原理和作用方式MIPs是以某种化合物的分子结构为模板合成的聚合物。
在印迹分子存在的条件下,将带有特殊官能团的单体与大量的基质单体在适当的介质中进行模板聚合反应，两者之间发生相互作用，如共价和分子间作用力。
由于印迹分子的存在,因此在聚合过程中,单体分子本身所带的官能团会根据与印迹分子相互作用的需要, 在分子印迹分子周围按一定的取向和排列形成分子聚合物，形成特定的空间构象，得到高度交联的聚合物。
聚合结束后通过洗脱等方法除去聚合物上结合的印迹分子,聚合物主体上就形成了与印迹分子空间结构匹配的具有多重作用位点的“空穴”结构。
这种具有“记忆”效应的印迹聚合物对印迹分子及其它与印迹分子结构相似的客体分子具有较高的特异性结合能力,类似于酶-底物的“钥匙-锁”相互作用,依赖于印迹聚合物和客体分子大小及形状的匹配。
如图1所示：根据模板分子和功能单体形成复合物时作用力的性质，分子印迹可分为共价型和非共价型两种。
两种印迹类型的印迹过程如图2所示。
共价键法在共价型印迹过程中,印迹分子与官能团单体以共价键形式结合而形成印迹分子的衍生物，该衍生物在交联剂的存在下连接到聚合物的基质上。
在印迹聚合物形成后,再将与印迹分子连接的这些共价键打断，并将印迹分子洗脱出来，从而形成具有吸附活性的印迹聚合物。
在共价键法中，所采用的单体通常为低分子化合物，在选择时应考虑该单体与印迹分子形成的共价键键能要适当，达到在聚合时能牢固结合，在聚合后又能完全脱除的目的；另外还要考虑该单体与客体印迹分子有良好的相互作用。
目前，共价键结合作用包括硼酸酯、西佛碱、缩醛(酮)、酯、螯合键作用等。
非共价键法把适当比例的印迹分子与官能团单体和交联剂混合，通过非共价键结合在一起制成非共价键印迹分子聚合物。
这些非共价键包括离子键、氢键、偶极作用、疏水作用、静电作用以及范德华力等。
由于这种方法与溶剂的极性密切有关，所以印迹高聚物的形成是在有机溶剂中完成的。
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。
分子印迹聚合物的制备及其在固相萃取中的应用---优秀毕业论文参考文献可复制黏贴
绪论引言分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique, MIT）是20世纪80年代迅速发展起来的一种化学分析分离技术，即制备在空间结构及结合位点上与目标分子完全匹配的聚合物的实验技术。
分子印迹技术涉及化学、高分子、生物、医药、材料等多学科交叉，在化学仿生传感器、模拟抗体、模拟酶催化、膜分离技术、对映体和位置异构体的分离、固相提取、临床药物分析等领域展现了良好的应用前景[1]。
固相萃取（solid phase extraction, SPE）是一种基于色谱分离的样品前处理方法，是指液体样品在正压、负压或重力作用下通过装有固体吸附剂的固相萃取装置，从而将特定的化合物吸附并保留在SPE柱上的实验方法。
主要应用于环境样品痕量检测、药物分析与分离、生物与临床样品分析及其他如食品工业等方面，是一个被非常看好的并具发展潜力的新型分离技术。
1.2分子印迹技术1.2.1分子印迹技术原理及方法分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymers, MIPs) 是模板分子(Template)以共价键或非共价键形式与功能单体(Monomers) 结合，并在引发剂作用下与交联剂(Crosslinker) 发生聚合，洗去模板分子之后，形成在空间结构及结合位点上与目标分子完全匹配的几何空间空穴，该空穴在形貌和作用力方面对模板分子都有着记忆和识别特性。
印迹过程图示见图1。
1.2.1.1 分子印迹法-预组装法预组装法（Pre-organized approach ）也叫共价印迹法，是由德国的 Wulff 教授研究小组[2]于20世纪70年代初期创立。
共价印迹法是指在进行聚合反应以前，功能单体和模板分子之间是通过共价键相互联结的，该共价联结的产物在保持共价联结固定的情况下，进行聚合反应，聚合完成后，上述的共价联结则通过分解反应，使聚合物中的模板除去，即得到分子印迹聚合物。
当此印迹聚合物和客体分子相遇时，则又可形成相同的共价联结。
分子印迹聚合物制备与应用
分子印迹聚合物制备与应用姜忠义(天津大学化工学院,天津300072)摘 要:分子印迹作为制备对某一特定的分子(印迹分子或模板分子)具有特异性识别的聚合物的过程,在分离分析、仿生传感器和模拟酶催化等方面具有重要的应用前景。
介绍了分子印迹技术的基本原理、分子印迹聚合物的制备和特性、分子印迹技术的应用场合及发展趋势。
关键词:分子印迹;分子印迹聚合物;原理;制备;应用中图分类号:TQ 050.4+25 文献标识码:A 文章编号:036726358(2003)022*******P rep arati on and A pp licati on s of M o lecu larly I m p rin ted Po lym ersJ I AN G Zhong 2yi(S chool of Che m ica l E ng ineering and T echnology ,T ianj in U n iversity ,T ianj in 300072,Ch ina )Abstract :A s an effective app roach to p repare po lym ers having h igh affin ity and selectivity tow ards targetm o lecu le (i m p rin ted m o lecu le o r tem p late m o lecu le ),m o lecu lar i m p rin ting techn ique has p rom ising app lica 2ti on s in sep arati on and analysis ,b i om i m etic sen so r and enzym atic catalysis .T he fundam en tal p rinci p le of m o lecu lar i m p rin ting techn ique ,p reparati on and characteristics of m o lecu larly i m p rin ted po lym ers and ap 2p licati on fields and developm en t tendency of m o lecu lar i m p rin ting techn ique are b riefly discu ssed .Key words :m o lecu lar i m p rin ting ;m o lecu larly i m p rin ted po lym ers ;p rinci p le ;p reparati on ;app licati on收稿日期:2001211226作者简介:姜忠义(1966～),男,博士,教授。
分子印迹聚合物在化学分析与生物传感中的应用
分子印迹聚合物在化学分析与生物传感中的应用分子印迹聚合物（Molecularly Imprinted Polymers，简称MIPs）是一种具有高度选择性和特异性的材料，在化学分析与生物传感领域具有广泛的应用。
本文将从MIPs的基本原理、制备方法以及在化学分析和生物传感中的应用等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下MIPs的基本原理。
MIPs是通过模板分子与功能单体之间的相互作用来构建的。
在制备过程中，首先选择一个目标分子作为模板，然后与功能单体进行共聚反应或预聚合，形成聚合物基质。
在聚合过程中，模板分子与功能单体之间发生特异性的相互作用，形成模板-功能单体复合物。
接着，通过引发剂的作用，将功能单体进行聚合反应，形成交联的聚合物网络。
最后，通过去除模板分子，得到具有空腔结构的MIPs。
这些空腔具有与模板分子相互作用的特异性，从而使MIPs具有对目标分子的高度选择性和特异性。
其次，我们来探讨一下MIPs的制备方法。
MIPs的制备方法多种多样，可以根据目标分子的性质和所需应用的具体要求来选择合适的方法。
常见的制备方法包括溶液聚合法、沉淀聚合法、表面印迹法等。
溶液聚合法是最常用的制备方法之一，其步骤简单，适用于大多数目标分子。
沉淀聚合法则适用于那些在溶液中不稳定的目标分子。
表面印迹法是一种将功能单体固定在固体表面上，再进行聚合反应的方法，适用于那些不能溶解在溶剂中的目标分子。
接下来，我们来看一下MIPs在化学分析中的应用。
由于MIPs具有高度选择性和特异性，因此在化学分析中可以用作分离、富集和检测目标分子。
例如，MIPs可以用于环境监测中对有机污染物的富集和分离，从而提高分析的灵敏度和准确性。
此外，MIPs还可以用于食品安全领域的残留农药和毒素的检测，有助于保障公众的健康安全。
最后，我们来探讨一下MIPs在生物传感中的应用。
由于MIPs具有与生物分子相互作用的特异性，因此可以用于生物传感器的构建。
例如，MIPs可以用于药物检测和生物分子的定量分析。
化学中的分子印迹技术及应用
化学中的分子印迹技术及应用分子印迹技术（Molecular Imprinting Technology，MIT）是一种通过将模板分子嵌入聚合物网络中，从而通过特定的非共价相互作用，实现选择性地识别和提取目标分子的方法。
该技术类似于制作“钥匙”，“锁”要识别该“钥匙”，从而实现高度选择性地检测与分离。
MIT的基本原理是将目标分子（例如药物、激素、生物大分子等）作为模板，与引发聚合反应的单体混合，经过交联、反应和洗脱等一系列工艺步骤，得到分子印迹聚合物（Molecularly Imprinted Polymer，MIP）。
得到的MIP中具有能与目标分子高度配对的“印记”，从而实现了选择性识别和吸附的功能。
由于印迹聚合物中的“印记”是由目标分子所决定的，因此可以实现对目标分子高度的选择性和专一性。
MIT的优点显而易见：高度选择性、良好的重复性和稳定性、无须昂贵和复杂的设备、制备过程简单易于控制等。
因此该技术已广泛应用于检测、分离纯化和生化传感等领域。
在生物医学应用领域，MIP已成为一种重要的分离和提取工具，例如用于检测体内激素、药物或其他生化分子。
一些近期的文献报告中，MIP已通过技术创新，实现了使用人体静脉血样进行体内药物浓度测量，从而实现了区间药物浓度的临床应用。
另外，还有报道称，在和实验操作员直接接触的药品中，其中的印迹聚合物能够提高药品的安全性和可控性。
在环境检测和污染控制领域，MIP也具有很好的应用前景。
例如，在海洋环境中，MIP可以用于捕获和检测有毒物质，从而监测海洋污染情况；在地下水和自来水中的应用，可以选择性去除有毒物质或药品残留，从而提高自来水的饮用质量。
总之，分子印迹技术作为生物医学、环境监测和生物化学等领域中的一种高效、经济、可控、选择性强的分子识别和分离方法，拥有广泛的应用前景。
我们相信，在人们的不懈努力下，这一技术必将在更多领域中被应用和推广。
分子印迹聚合物
摘要:分子印迹技术是制备对特定目标分子具有特异性识别能力的高分子材料的技术，所制备的高分子材料被称为分子印迹聚合物.分子印迹聚合物因具有预定性、识别性和实用性三大优点己]’一泛应用于分离、模拟抗体与受体、催化剂以及仿生传感器等方面和领域，显示出了]’一泛的应用前景.作者对分子印迹技术的发展历史、基木原理、分类、应用现状以及一些新的研究热点进行了综述.关键词:分子印迹技术;分子印迹聚合物;研究进展1分子印迹技术的基本原理分子印迹是制备对特定目标分子具有特异性识别能力的高分子材料的过程，目标分子又叫作模板分子或者印迹分子.分子印迹技术则是指为了获得在空间和结合位点上与目标分子相匹配的高分子材料的制备技术川.分子印迹聚合物的制备过程一般包括三个过程:cm首先根据模板分子选择合适的功能单体，并在致孔溶剂中使功能单体与模板分子通过两者官能团之间的相互作用(包括共价、氢键及其他一些弱作用)形成某种可逆复合物;(2)加入交联剂，在引发剂的作用下引发单体进行光聚合或热聚合，将模板分子与功能单体形成的可逆复合物“冻结”起来，使得模板分子被包埋在所形成的刚性高分子材料内;(3)采用物理或化学的方法将模板分子从高分子材料中洗脱出来，在模板分子所占据的空间位置和结构处遗留下来一个三维孔穴，该孔穴在尺寸、形状和结构方而与模板分子相匹配，同时由于功能单体具有与模板分子官能团互补的功能性官能团，因此所合成的分子印迹聚合物能够特异性的与模板分子进行识别和结合(见图1).因为分子印迹聚合物是根据模板分子“量身定做”的，因此分子印迹聚合物对模板分子(或结构类似物)具有较高的特异性识别能力，这种识别类似于生物学中酶和底物之间的相互作用，并且这种识别能力可以和(单克隆)抗体相媲美，分子印迹聚合物被MOSBACH教授形象地称为“塑料抗体”。
2分子印迹技术的分类按照功能单体与模板分子之间结合方式以及作用力的不同，分子印迹技术分为预组装法和自组装法两种(图2)，在两者的基础上又衍生出了结合两种基本方法特点的结合法.2.i预组装法(又名共价法)在预组装法中，模板分子以可逆共价键的形式与功能单体结合并形成相应的复合物，复合物与交联剂交联聚合形成相应的高分子聚合物，最后通过化学方法使可逆共价键断裂而除去模板分子并得到相应的分子印迹聚合物.预组装法的优点是分子印迹聚合中的结合基团空间位置上精确固定并排列，使得所制备的分子印迹聚合物对目标化合物的结合力较强，专一性较高.其缺点是由于共价键作用较强，在分子识别和再生过程中结合和解离速度较慢，达到热力学平衡所需时间较长，不适于快速识别与分析.到目前为{卜，采用预组装的方法，研究人员己经成功制备腺A}吟、芳香化合物、糖类及其衍生物的分子印迹聚合物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
. Logo
与天然的生物分子识别系统相比，
五、分子印迹聚合物的特性 MIP是用化学合成的方法制备的， 因此还具有天然分子识别系统所不
具备的抗恶劣环境的能力，从而表
由于聚合物上预留的
现出高度的物理、化学稳定性，如
空穴与模板分子完美匹配，
耐高温、高压，能抵抗很强的机械
分子印迹 因此MIP对模板分子表现
❖分子印迹技术（Molecular 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技术。
. Logo
二、分子印迹聚合物的研究进程
得到世界关注并迅速发展 进一步发展 突破性进展
使其成为化学和生物学交 叉的新兴领域之一
1993年
非共价型模板聚合物的合能单物体、的交联合剂和引成方法
一种介于本体聚合和悬浮聚合之发剂按一定比例溶于惰性溶剂中，以
间的聚合方法。反应开始前，单光照或加热的方式引发自由基进行聚
体、引发剂、分散剂、是交把联模剂板等合分，子得和到功的能块单状体聚在合物经粉碎、过筛、
都溶于分散介质中，体溶系剂为中均形相成，洗的脱复等合得物到与所表需面粒径的MIP颗粒。本
分的散聚聚合物合颗粒，但是步骤较 为复杂。
溶胀聚合
. Logo
四、分子印迹聚合物的合成步骤
分子印迹聚合物 的合成步骤
即以特定的目
标分子为模板， 一是印迹
选择具有适T当ext
功能基的功能
单体，使二者
之间通过共价
或非共价键作
用形成模板分 子-功能单体复
Text
合物。
在模板分子-功
能单体复合物
中加入交联剂
80年代
Wulff G研究小组首次成功制备 出MIP
1972年
奠定基础
当时Pauling 首次提出抗体形成学说 40年代
. Logo
三、分子印迹聚合物的合成原理
基本原理：当模板 分子（印迹分子）与聚 合物单体接触时会形成 多重作用点，通过聚合 过程这种作用就会被记 忆下来，当模板分子除 去后，聚合物中就形成 了与模板分子空间构型 相匹配的具有多重作用 点的空穴，这样的空穴 将对模板分子及其类似 物具有选择识别特性。
和性
2.适当的刚性 和一定的柔韧
性
. Logo
六、分子印迹聚合物的应用
近年来分子印迹技术已经被广泛地研究并 应用于多个学科领域之中。其在各类物质的分 离分析上展示了良好的性能与应用前景。2000 年以后，国内外均涌现出大量应用分子印迹技 术的专利，并呈现逐年增多的趋势。分子印迹 技术的应用方式大多为制备色谱柱填料、传感 器涂层、分子印迹薄膜等。
和引发剂，通
过聚合反应在
Tex模t 板分子周围
二是聚合
形成高度交即联采用适当的方
的高分子聚法合将模板分子从
物。 聚合物中抽提或
解离出来，在聚
合物上就留有模
板分子的“印
迹”，其在空间
Txt 结构上与模板分
三是萃取 子完美匹配且能
专一性识别模板
分子，这样的聚
合物称为分子印
迹聚合物。
. Logo
四、分子印迹聚合物的合成
悬浮聚本合体聚合 聚 方合 法 硅和术胶溶等表牺 胶面牲 -聚凝载合胶体技 分引 合 分 接 成 不 长 微 工 且散发。子在球断并球艺能剂剂当链一形有缠从简制的分反生起的分接聚单备性大解应长，核子，合，不聚分产进到在，链直相可同合又种有径一再子生行一搅随在至中适粒物称子／较定通链自一定拌着已最析用径微为溶无小的过舒由定长作反形后出于级球多胀皂的乳还展基程度用应成形。各别。步悬乳微液原活丙等中紧与溶特是性在获M后度就下的的成分种的I溶浮液球进剂化烷介对而完胀点可，溶得P引 后 相 逐 进 核 完 散 单 单采全聚度前用分合形研相胀聚聚作行的过三质模无全系。以通剂的发，互渐行上整聚体分用氟合范制的离方溶成磨比悬合合为多加的丙反板法用数这利过中M聚高缠形，生的合，散剂与烃物围备方效式乳和I，浮，法种次入硅烯应分洗高小种用对，法过数P的一为表分聚法能仅液筛解这聚即合子溶，胶酸接子脱分、方粒粒合程M非般分面布合之高限，分决种合采成，胀经、酯枝包完子传法子子I成繁P极有散活窄物一，于聚的了聚或用粒用，光聚粒聚埋全单质最的本的条琐性机介性，微。但能合步传合三子合过的体速大机身制件，的溶质剂形球这水溶后骤统物羟、。深问合度的械性备简所分模剂，使态最种包于得，方具甲玻这或题成快优稳能都单得离板皆加印规简方油疏到制法有基璃样过，的的点定的采，粒能分不入迹则便法的水的备用操子力子互特混，、省悬性M的此作的I。。溶制合是最去浮有MP法易不I粒的的物目常了聚机P，于 规但控则后制低处，了理多其 引发或热引发制调得节M来I适P微应球需。要。 这种方法可以得到粒径均匀
作用力及酸、碱和有机溶剂的作用，
聚合 特物性的 出特殊的识别性能。
子后聚因合具物有在刚脱性去仍模能且板保能分持多次重复记使忆用效而应不。损失其分子
1.特定的 选择性和 高度的亲
印迹孔穴的构型和互补官 能团的位置。而MIP所具 有的柔韧性能使模板分子 与印迹空穴的结合快速达
到动力学平衡。
3.高度的 稳定性.
. Logo
六、分子印迹聚合物的应用
分子印迹聚合物的应用领域包括： 1、中药研究 2、分析化学 3、天然药物化学 4、医药学 5、生物学
. Logo
六、分子印迹聚合物的应用
1、在中药研究上的应用
以中药活性物质为模板制备的MIP，正是具有其他 分离材料所不具备的强特异性和高选择性，因此在中药 活性成分的分离、分析中具有很好的应用前景。目前用 MIT研究的中药有效成分包括黄酮、生物碱、香豆素、 木脂素等。主要应用在以下几个方面： （1）有效成分的分离； （2）有效组分群的分离； （3）活性成分的筛选； （4）复杂样品的预处理以及目标分子的测定；
分子印迹聚合物的特性及其应用
21100817 李敏婷 中药化学 导师：朱全红
分子印迹聚合物
一. 定义 二. 进程 三. 原理 五. 合成 六. 特性 六. 应用
. Logo
一、分子印迹聚合物的定义
❖分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer ，MIP)：是一种在空间结构和结合位 点上与模板分子完全匹配的高分子聚合物，该 聚合物留有模板分子的“印迹”，因此对模板 分子具有专一的选择性结合能力。