分子印迹技术的研究进展

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分子印迹聚合物研究进展

I分子印迹技术最新研究进展及其分析比较张皝（江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡，214122）摘要：分子印迹技术是近年来发展起来的一种新的分子识别技术, 通过分子印迹技术获得的分子印迹聚合物具有选择性高、制备简单的特点。

分子印迹聚合物作为固相萃取、分离和传感器的功能材料已广泛应用于生物、医药、环境样品等复杂基体中难童分析物的分析。

本文详细介绍了分子印迹技术的研究进展, 阐述了分子印迹聚合物及其在分离和固相提取中的应用。

关键词：分子印迹技术应用比较1．引言分子印迹是指制备对某一特定分子具有选择性识别能力的聚合物的技术. 首先将目标分子即模板分子与功能单体相互作用形成复合物，一般在交联剂存在下引发聚合形成聚合物，然后除去模板分子，最后得到对模板分子具有专一识别性的分子印迹聚合物(MIP)。

分子印迹聚合物是一种具有较强分子识别能力的新型高分子仿生材料。

分子印迹聚合物的制备一般要经过以下三个步骤：（1）使模板分子和单体分子间产生互补的相互作用，形成复合物；（2）加入交联剂，在模板-单体复合物周围进行本体聚合反应；（3）除去聚合物中的模板分子。

由于在聚合过程中模板分子的加入，当洗去聚合物中的模板分子后，在模板聚合物中就会留下一些空穴，其大小，形状及官能团的分布与模板分子具有互补性，因而对模板分子具有选择性。

其过程就象烙印一样，在聚合物上留下模板分子的印迹，所以称分子印迹聚合物（molecular imprinted polymer，MIP）。

2．印迹分子聚合物的原理与特点在生物体系中,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。

蛋白质分子印迹技术的研究进展及应用前景

蛋白质分子印迹技术的研究进展及应用前景孙寅静, 罗文卿, 潘俊*(复旦大学药学院, 上海 201203)摘要: 分子印迹技术是在聚合物材料的合成过程中构建与模板分子在大小、形状和结构功能上都互补的特异性结合位点, 这样的材料对其模板具有选择性结合能力。

尽管小分子印迹技术近年来发展迅速, 蛋白质分子印迹却由于蛋白质的体积庞大、结构灵活、构象复杂成为既有意义又具挑战性的研究领域。

本文总结了近五年来蛋白质分子印迹技术的研究报道, 综述了其技术特点、最新进展和应用前景。

关键词: 分子印迹; 蛋白质; 制备; 表征; 应用前景中图分类号: R943 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2011) 02-0132-06Recent advances and perspective in the study of the molecularimprinting of proteinsSUN Yin-jing, LUO Wen-qing, PAN Jun*(School of Pharmacy, Fudan University, Shanghai 201203, China)Abstract: Molecular imprinting technique (MIT) involves the synthesis of polymer in the presence of a template to produce complementary binding sites in terms of its size, shape, and functional group orientation. Such kind of polymer possesses specific recognition ability towards its template molecule. Despite the rapid development of MIT over the years, the majority of the template molecules that have been studied are small molecules, while molecular imprinting of proteins remains a significant yet challenging task due to their large size, structural flexibility and complex conformation. In this review, we summarize the research findings over the past five years, and discuss the characteristics of the technique, the most recent progress and the perspective in the field of molecular imprinting of proteins.Key words: molecular imprinting; protein; preparation; characterization; perspective分子印迹就是将模板分子与功能单体通过共价、非共价或金属协同作用形成预聚合物, 在交联剂的作用下功能单体发生聚合, 将模板分子固定于聚合物中, 最后脱除模板分子, 即在聚合物材料上留下与模板分子在大小、形状和官能团的方向上都互补的空穴结构。

表面分子印迹技术研究进展_尹晓斐

第39卷第5期2011年10月福州大学学报（自然科学版）Journal of Fuzhou University（Natural Science Edition）Vol．39No．5Oct．2011DOI：CNKI：35－1117/N．20111014．1037．021文章编号：1000－2243（2011）05－0639－10表面分子印迹技术研究进展尹晓斐1，汤水粉2，刘玮1，卢春华2，杨黄浩2（1．国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛266061；2．福州大学化学化工学院，食品安全分析与检测技术教育部重点实验室，福建福州350108）摘要：分子印迹技术是制备对目标分子具有特异识别性能的高分子聚合物的技术，表面分子印迹是目前分子印迹技术领域的研究重点之一．本文概述了表面分子印迹材料的制备方法，主要包括牺牲载体法、聚合加膜法和化学接技法，以及近年来表面分子印迹技术的研究进展．关键词：分子印迹；技术；表面；研究进展中图分类号：O652文献标识码：ARecent advances in research of surface molecular imprinting techniqueYIN Xiao－fei1，TANG Shui－fen2，LIU Wei1，LU Chun－hua2，YANG Huang－hao2（1．The First Institute of Oceanography，SOA，Qingdao，Shandong266061，China；2．The Key Lab of Analysis and Detection Technology for Food Safety，Ministry of Education，College ofChemistry and Chemical Engineering，Fuzhou University，Fuzhou，Fujian350108，China）Abstract：Molecular imprinting technique is a process for preparing functional polymers which are ca-pable of specifically recognizing targeted molecules．Surface molecular imprinting is one of the mostactive fields in molecular imprinting technique field．In this review，the methods of preparing molecu-lar imprinting polymer including sacrificial template method，in situ membrane polymerization and graftpolymerization method，and the recent advances in research of surface molecular imprinting techniquewere discussed．Keywords：molecular imprinting；technique；surface；recent advances0引言1972年德国的Wulff［1］首次提出了分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers，MIPs）的概念，随着Wulff［2］、Mosbach［3－4］等在共价、非共价型分子印迹聚合物制备上的开拓性工作，分子印迹技术得到了迅速发展．分子印迹技术具有构效预定性、特异识别性和广泛实用性［5－6］，同时分子印迹聚合物具有稳定性好的优点．因此，分子印迹技术在分离纯化、传感器以及催化等领域具有重要的应用前景．分子印迹聚合物的制备通常要经过3个步骤：①功能单体与模板分子在一定的条件下通过共价或非共价键的方式形成复合物；②加入交联剂，在引发剂存在下，与功能单体交联聚合，形成的聚合物将模板分子包埋在内；③聚合物形成后，用一定方法将模板分子从聚合物中洗去，在聚合物上留下了与模板分子在空间结构、结合位点完全匹配的三维空穴．这个三维空穴能再次有选择性地与模板分子结合，即具有对模板分子专一识别的功能（图1）．最早的制备分子印迹聚合物的方法是本体聚合．它是将模板分子、功能单体和交联剂加入溶液中，聚合反应完毕后，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［7］．此法简便、直接，但是这种方法得到的聚合物颗粒较大，并且不够均匀，印迹效率不高．悬浮聚收稿日期：2011－07－01通讯作者：杨黄浩（1975－），教授，E－mail：hhyang@fzu．edu．cn基金项目：国家973计划资助项目（2010CB732403）；国家863计划资助项目（2006AA09Z168）；国家海洋局第一海洋研究所基本科研业务专项资助项目（GY02－2011G15）；国家海洋局青年海洋科学基金资助项目（BJ09－JK1105）福州大学学报（自然科学版）第39卷合和乳液聚合比本体聚合有较大的改进，可以得到具有较大表面积、颗粒均匀的聚合物，并且印迹效果比本体聚合好，吸附量更高．但用这些方法所得到的聚合物，由于印迹位点仍处于聚合物内部，模板分子不易洗脱，结合位点较少，所以在这基础上，表面分子印迹技术逐渐发展起来．图1分子印迹原理示意图［6］Fig．1The schematic representation of molecular imprinting procedures ［6］1表面分子印迹技术表面分子印迹指的是在固相基质表面上发生聚合反应，从而使分子印迹识别位点分布在分子印迹聚合物的表面或者分布在固相基质的外层以及表面的印迹技术．这种分子印迹材料具有不同于其它方法的特点：结合位点较容易获得；物质迁移快速，结合动力学加快，提高印迹材料的分离效率；可以印迹蛋白质等生物大分子．另外，还可以降低非特异性吸附，减少“包埋”现象［8］．目前，表面分子印迹的发展比较快速，研究范围也比较广泛．表面分子印迹材料的制备方法大致上可以分为：牺牲载体法、聚合加膜法和化学接枝法．1．1牺牲载体法牺牲载体法也称真正意义的表面印迹．首先将模板分子通过化学键合作用固定在固相载体表面，然后把载体置于单体溶液中进行聚合反应．当聚合反应完成之后，通过化学方法把载体溶解，并洗脱模板分子，获得在表面上留有结合位点的分子印迹聚合物．Garrison 等首次报道了利用二糖分子对蛋白质进行表面印迹的方法［9］．他们先将蛋白质固定到云母片表面，再将二糖溶液吸附到蛋白质上，然后使一个聚合物薄膜与糖分子交联．最后剥去云母片并洗脱蛋白质，即可在聚合物表面形成蛋白的识别位点．Mosbach 等［10］先将模板分子茶碱键合在固相载体－多孔硅微球的表面（表面已氨基化）上，然后把硅微球置于三氟甲基丙烯酸和二乙烯基苯的单体的溶液中进行聚合反应．当聚合反应完成之后，用化学溶解法洗去硅微球和模板分子，获得形状和结构与硅胶颗粒互补的茶碱印迹微球．Whitcombe 等［11］采用乳液聚合的方法，利用表面活性剂，在油水两相环境中合成聚合物．在这个实验中，印迹的模板分子是胆固醇，它是表面活性剂12－（氧代羰氧基胆固醇）十二烷基磺酸吡啶的一个片段．聚合反应完成后，洗去表面活性剂，结合位点留在了聚合物的表面．我们课题组以氧化铝为模板，先在氧化铝模板的内管表面合成SiO 2，然后用三甲氧基硅丙基乙醛在SiO 2表面修饰上醛基，由于谷氨酸上的氨基可与醛基形成共价键，从而固定模板分子谷氨酸，再将固定有模板分子的氧化铝模板浸入到吡咯溶液中，用氯化铁氧化聚合，然后除去氧化铝膜和模板分子，得到了能特异性识别模板分子的分子印迹聚合物纳米线，该纳米线的识别位点均分布在聚合物表面（图2）［12］．之后，又以同样的方法制备了蛋白质的分子印迹聚合物纳米线．该聚合物纳米线具有较高的表面积和较好的单分散性，适用于对生物大分子的识别［13］．Ju 等在氧化铝膜内管表面修饰3－环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷，将牛血红蛋白固定，再用过硫酸铵将多巴胺氧化并聚合，除去氧化铝膜和模板分子后得到对牛血红蛋白具有特异性识别能力的分子印迹纳米线．该纳米线对模板分子的选择性系数达到7 9［14］．Mosbach 等［15］先将聚碳酸酯膜固定到金圆盘电极表面，然后在聚碳酸酯膜孔内吸附荧光标记的抗生素蛋白（Av －FITC ），电聚合聚苯乙烯磺酸盐和聚3，4－乙撑二氧噻吩后同时除去聚碳酸脂膜和模板分·046·第5期尹晓斐，等：表面分子印迹技术研究进展子，得到对Av －FITC 具有特异性识别能力的分子印迹微棒，通过荧光法进行检测（图3）．图2表面印迹法制备谷氨酸分子印迹聚合物纳米线［12］Fig．2Schematic representation of the molecular imprinting approach employing immobilizedtemplate and a sacrificial solid nanotube support ［12］图3金圆盘电极表面制备抗生素蛋白的分子印迹微棒［15］Fig．3Schematics of the surface －imprinting strategy for fabrication of MIPs for protein assays ［15］牺牲载体的表面印迹法虽然可以使识别位点分布在聚合物表面，提高了分子吸附和解吸的速率，但是需要先将模板分子固定并且刻蚀固体载体，制备过程繁琐，而且结合位点不够密集，印迹效率较低，聚合物的产率也不高．1．2聚合加膜法聚合加膜法是指直接在固相基质（如：SiO 2、Pt 、玻璃等）表面合成分子印迹聚合物膜．当膜的厚度在100nm 以下时，由于结合位点非常接近于膜的表面，使得物质的迁移速度和结合动力学加快，还可以降低非特异性吸附，减少“包埋”现象．因此，这种制备分子印迹聚合物纳米膜的技术也被认为是表面分子印迹技术．该方法相对于牺牲载体法操作简单，通用性更强．目前合成这种类型聚合物膜的主要方法有电聚合和物理吸附聚合．·146·福州大学学报（自然科学版）第39卷1．2．1电聚合电聚合是指直接在电极表面利用电化学的方法使单体等发生聚合，制备电极表面的分子印迹聚合物膜．常见的用于电聚合的单体主要有苯胺、苯酚、吡咯、噻吩、多巴胺等．Panasyuk 等［16］利用电化学方法的双电极（或三电极）系统，在工作电极金电极上直接制备表面印迹聚合物．首先在洁净金电极表面自组装4－巯基苯酚；接着在苯酚和模板分子苯基丙氨酸的混合溶液中发生电聚合反应，最后用4－巯基苯酚封闭电极表面的裸露部分，即可在电极表面上得到一层厚度较为均匀的分子印迹聚合膜．可用电导检测法来衡量其对苯基丙氨酸的印迹效果．但这种方法得到的聚合物交联度较低，稳定性较差．Ramanaviciene 等［17］将模板分子牛白血病毒醣蛋白与吡咯充分混合，再用电化学的方法使吡咯聚合并包覆在铂电极表面，最后用硫酸洗脱模板，制备了牛白血病毒醣蛋白的分子印迹膜．Liu 等［18］在金电极表面，通过电聚合多巴胺的方法，制备对尼古丁具有良好识别能力和选择性的电容传感器．该法检测的线性范围为1 25μmol ·L －1，检测限为0．5μmol ·L －1．Willner 等［19］同时在金电极表面和纳米金表面修饰对氨基硫酚，通过电聚合制备了检测三硝基甲苯的表面等离子共振传感器，该方法检测限为10fmol /L ，比不加纳米金而直接电聚合对氨基硫酚的方法检测限低一个数量级．Wei 等［20］利用电化学方法的双电极（或三电极）系统，在工作电极金电极上通过电聚合邻苯二胺的方法直接制备土霉素的表面印迹聚合物．在检测过程中，使土霉素与辣根过氧化物酶标记的土霉素竞争吸附到分子印迹膜上，采用酶联放大的方法进行检测．电聚合方法的优点在于可以直接在电极表面上通过电化学方法进行聚合反应，使得制备的聚合物可以直接作为电化学传感器，而且利用电聚合方式可以更好的控制电极表面聚合膜的厚度，因此具有独特的优势．但是，可供选择的单体种类较少，而且局限在小分子的印迹，其应用也受到限制．1．2．2物理吸附聚合该方法是在固相基质表面上通过非共价键的形式吸附上聚合反应物，进而发生聚合反应，制备分子印迹膜．如有机硅烷、氨基苯硼酸、多巴胺等，都可以通过自聚合或者氧化聚合，在基质表面形成聚合物膜．Turner 等［21］在微过氧化物酶、辣根过氧化物酶、血红蛋白等模板分子存在的条件下，用过硫酸铵氧化3－氨基苯硼酸使其聚合，在聚苯乙烯表面制备相应的分子印迹膜．Sakaguchi 等［22］先将二氧化硅氨基化，再用戊二醛将模板分子牛血红蛋白固定，通过氨丙基三甲氧基硅烷和四硅酸甲酯共水解的方法制备分子印迹纳米膜．2009年，我们课题组以多巴胺为功能单体和交联剂，弱碱性条件下使多巴胺自聚合，在超顺磁性的四氧化三铁表面制备牛血红蛋白的分子印迹膜．实验结果表明，聚多巴胺膜厚度可控，且非特异性吸附小，是一种新型的制备蛋白质分子印迹材料（图4）［23］．同时，以多巴胺为功能单体和交联剂，过硫酸铵为氧化剂，软骨藻酸的结构类似物1，3，5－戊烷三羧酸为模板分子，在石英晶体微天平晶片表面制备了对软骨藻酸具有特异性识别能力的聚多巴胺分子印迹传感膜，并用石英晶体微天平分析仪进行在线检测［24］．图4四氧化三铁表面制备蛋白质的聚多巴胺分子印迹纳米膜［23］Fig．4Protocol for template imprinting of proteins on the Fe 3O 4nanoparticles （NPs ）surface ［23］·246·第5期尹晓斐，等：表面分子印迹技术研究进展1．3化学接枝法1．3．1接枝聚合接枝聚合是在固相基质表面接上聚合物的一种共聚技术，近年来接枝聚合发展的尤为快速．接枝聚合主要有两种方式：“接枝到”（grafting to）法和“接枝于”（grafting from）法［25］．1．3．1．1“接枝到”（grafting to）法“接枝到”（grafting to）法指的是首先在固相基质表面上固定功能基团，再与聚合混合液中的交联剂等的端基团发生化学键合作用，聚合后形成分子印迹聚合物膜．Schmidt等［26］在硅晶片表面上进行旋涂光引发聚合，得到效果较好的表面印迹材料．首先，硅晶片表面用3－（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷进行硅烷化；配置聚合溶液，包括模板分子心安得，功能单体甲基丙烯酸（methacrylic acid，MAA），交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（trimethylolpropane trimethacry-late，TRIM），光引发剂2，2－二甲氧基－2－苯基苯乙酮（安息香双甲醚），致孔剂聚乙烯基乙酸酯，溶剂二甘醇二甲醚；将聚合溶液滴在硅表面上，放在旋转机上旋转，在紫外灯照射下，发生聚合反应，洗去模板分子后，得到表面分子印迹薄膜．这种方法进行聚合反应的优点就是实验过程简单，但是得到膜比较厚．由于聚合反应是在高速旋转下进行，所以膜的厚度不够均匀，并且结合位点的分布也不均匀．Kubo等［27］在金电极表面修饰烯丙硫醇，然后在以MAA为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯（ehyle-neglycol dimethacrylate，EGDMA）为交联剂，制备除莠剂、阿特拉嗪的分子印迹膜，循环伏安法检测电化学还原的电流，响应范围为1 10μmol·L－1．Sugimoto等［28］用自由基引发聚合丙烯酸、N－异丙基丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺（bis－acrylamide，MBA）的方法在烯丙硫醇修饰的表面等离子共振传感器芯片上制备多巴胺的传感器．同时，他们在MIP凝胶中加入金纳米颗粒以提高灵敏度，检测限为1nmol/L．Ho等［29］在羧基化的碳纳米管表面，通过1－乙基－3－［3－二甲基氨基丙基］碳化二亚胺和N－羟基琥珀酰亚胺酯将羧基活化并连接上C=C双键，然后加入尿酸、MAA和交联剂TRIM的预聚合混合液，热引发聚合形成分子印迹膜．“接枝到”法主要存在以下不足：表面上的功能基团在空间上比较密集，形成空间位阻，使得更多的聚合物链难以继续接枝得到高密集的接枝聚合物；聚合物链越长，空间位阻屏蔽作用越显著，致使接枝率比较低［30］；表面物理吸附或化学键合作用所需要的条件可能会阻碍表面功能基团与模板分子的功能基团的相互作用；溶液中的单体也会发生聚合反应且耗时较长．1．3．1．2“接枝于”（grafting from）法“接枝于”（grafting from）法也称表面引发聚合．这种方法是先将引发剂固定在固相基质的表面上，然后再进行自由基、离子或原子转移链增长的聚合反应［25］．这种方法更易于控制聚合物的功能性，模板分子的密集度以及膜的厚度．首先通过自组装法在表面键合上引发剂单分子层．这种单分子层在很多固相基质都容易合成，只要在其表面上存在与引发剂相互作用的功能基团．例如：带有巯基的金、带有硅烷的玻璃、Si/SiO2、等离子体氧化聚合物等．接着将表面带有引发剂的固相基质置于含有催化剂和单体的溶液中，开始聚合反应．由于引发剂是在基质表面，所以聚合反应大部分发生在表面．Piletsky等［31］首先在多孔聚丙烯膜上吸附光引发剂苯甲酮，然后浸在2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸为功能单体，MBA为交联剂，去草净为模板分子的溶液中，在紫外灯的照射下发生光引发聚合反应．除去模板分子后就得到分子印迹聚丙烯膜，用电化学方法进行检测．这种制备较为简单，但聚合物的稳定性不够强，在一定的条件下可能发生膜脱落．Turner等［32］在表面等离子共振的芯片（金）自组装上巯基乙胺，再利用氨基将偶氮光引发剂4，4’－偶氮双（4－氰基戊酸）［4，4’－azobis（4－cyanopentanoicacid），ACPA］共价结合在芯片表面，光引发使2－（二乙胺）甲基丙烯酸乙酯和MBA共聚，并将软骨藻酸包埋，最后除去模板分子，制得能特异性识别软骨藻酸的分子印迹膜．Ashtari等［33］先将二氧化硅氨基化，然后修饰上引发剂ACPA，再加入功能单体MAA、交联剂EGDMA和模板分子UO2+2，光引发聚合并洗脱模板．由于只有接近表面有引发剂存在的位置才能发生聚合，因此，·346·福州大学学报（自然科学版）第39卷该方法可制备厚度较薄的分子印迹膜．虽然“接枝于”（grafting from ）法比“接枝到”（grafting to ）法更具有优越性，可以形成高键合密度的聚合物链，但它自身也还存在着一些不足的地方：引发剂的选择对象比较单一；在发生聚合反应的过程中，引发剂会发生链转移，溶液中可能存在自由基，这时候就不可避免的在溶液中也发生聚合反应．另外，自由基会发生双基终止，导致聚合的效率降低［30］．1．3．2活性可控自由基聚合近几年来，有很多学者对“接枝于”（grafting from ）法进行了进一步研究，主要是想找到其他方法来克服“接枝到”（grafting to ）法的不足．在解决这些问题的过程中，人们引入了“活性”/可控自由基聚合的方法．自由基实现活性聚合的主要困难在于大量存在的自由基不断地发生链转移和双基终止，一旦引发之后，对其缺乏有效的控制手段．现行的“活性”/可控自由基聚合正是针对这一现象，通过钝化大量可反应的自由基，使其变为休眠状态，建立一个微量的增长自由基与大量的休眠自由基之间的快速动态平衡，使可反应自由基的浓度大为降低，减少了双基终止及链转移的可能性［34］．“活性”/可控自由基聚合的主要方法有：可逆加成－断裂链转移聚合（RAFT ）、原子转移自由基聚合（ATRP ）、氮氧自由基调介聚合（NMP ）．1．3．2．1可逆加成－断裂链转移聚合（RAFT ）表面分子印迹1998年，澳大利亚的Rizzardo 、Thang 等［35］提出RAFT 技术，引起了学术界极大的关注，短期内就有许多论文发表．RAFT 不失为合成结构明确并具有预定分子量的嵌段共聚物的好方法．在RAFT 反应中，通常加入双硫酯衍生物作为转移试剂，聚合中它与增长链自由基形成休眠的中间体，限制了增长链自由基之间的不可逆双基终止副反应，使聚合反应得以有效控制［34］．这种休眠的中间体可自身裂解，从对应的硫原子上再释放出新的活性自由基，结合单体形成增长链，加成或断裂的速率要比链增长的速率快得多，双硫酯衍生物在活性自由基与休眠自由基之间迅速转移，使分子量分布降低，从而使聚合体现“活性”/可控特征．Titirici 等［36］利用RAFT 技术在二氧化硅表面上合成表面分子印迹材料．在聚合反应之前，二氧化硅（Si －100）表面羟基化后先与3－氨基丙基三乙基硅烷反应，再与ACPA 反应后得到表面含氮的引发剂．将一定量的带引发剂的二氧化硅置于聚合反应的溶液中，溶液中包括模板分子苯基丙氨酸苯胺，RAFT 试剂2－苯基－2－双硫代苯甲酸丙烷，功能单体MAA ，交联剂EGDMA ，在光照的条件下反应．经过洗涤、提纯、洗去模板分子之后，就得到了表面印迹的聚合物．我们课题组在RAFT 表面分子印迹聚合方面也进行了一些研究．首先是在纳米级二氧化硅的表面进行RAFT 实验，先在二氧化硅表面接上双硫酯RAFT 试剂．以AIBN 为引发剂、4－乙烯基吡啶为功能单体、EGDMA 为交联剂、2，4－二氯苯氧乙酸为模板分子、4ʒ1的甲醇/水为溶剂，聚合生成表面分子印迹材料［37］．另一个工作是在二氧化硅表面修饰RAFT 试剂（PhC （S ）SMgBr ），即修饰上二硫化碳基团，然后在模板（茶碱）、单体、交联剂存在条件下聚合，从而将分子印迹聚合物接枝到二氧化硅表面［38］．Kim 等［39］在碳纳米管表面修饰上RAFT 试剂N ，N －二乙基二硫代氨基甲酯，然后在功能单体MAA 、交联剂EGDMA 和模板分子茶碱存在的条件下，用紫外光引发聚合，除去模板分子后得到分子印迹材料（图5）．Han 等［40］采用RAFT 的方法，以甲基丙烯酸为功能单体、二乙烯苯为交联剂、AIBN 为引发剂在石墨烯表面制备2，4－二氯苯酚的分子印迹材料．石墨烯是2004年发现的新型一维碳材料，该文献的报道将对分子印迹技术的发展和石墨烯的应用起促进作用．RAFT 的最大优点是适用的单体范围广，不仅适用于苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙酯、丙烯腈等常见单体，对于功能性单体丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸胺基乙酯等均可顺利聚合，十分有利于含特殊官能团烯类单体的聚合反应；不需要使用昂贵的试剂，也不会导致杂质或残存试剂（如ATRP 中过渡金属离子、联吡啶等）难以从聚合产物中除去；聚合温度也较低，一般在60 70ʎC 下即可进行［41］．RAFT 聚合过程没有聚合方法的限制，已经实现了本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等多种聚合工艺．然而，RAFT 也有不少缺点：RAFT 试剂需要经过多步的有机合成，制备过程繁琐，而且存在聚合物纯化的问题；双硫酯衍生物可能会使聚合物的毒性增加，而且可能使聚合物带有一定的颜色和刺激性气味；它们的去除或转换也比较困难等．另外聚合物分子量受到限制，难以得到高的分子量，因为得·446·第5期尹晓斐，等：表面分子印迹技术研究进展到高的分子量必须以降低链转移剂的浓度，牺牲聚合过程中的可控性为代价．图5在碳纳米管表面接枝分子印迹膜原理示意图［39］Fig．5Procedure for grafting of molecularly imprinted polymers on iniferter －modified carbon nanotube ［39］1．3．2．2原子转移自由基聚合（ATRP ）表面分子印迹1995年，旅美学者王锦山［42］在卡内基·梅隆（Carnegie ·Mellon ）大学首次提出了原子转移自由基聚合（ATRP ）．通过ATRP 可以制得分子量范围广、分子量可控的和结构确定的聚合材料．目前人们普遍认为在ATRP 中，过渡金属络合物Mt n L n Y 可逆地使P m －X 中碳卤键均裂，产生自由基活性链P m ，活性链结合单体而增长，同时它与过渡金属络合物XMt n +1作用再形成休眠P m －X ［43－44］．通过一个“活化－去活”交替的可逆反应使得体系中自由基浓度处于极低，迫使自由基不可逆终止或转移被降低程度，卤原子的可逆转移控制着引发链，而一个快速的卤原子转换速率将控制着分子量及分子量分布．Wei 等［45］利用ATRP 技术在金的表面合成表面分子印迹材料．实验所采用的是在玻璃表面上涂有一层大约100nm 厚金片．金片经过表面净化后，在十一烷硫醇/乙醇的溶液中反应，使金片表面上带有巯基基团，然后，把带有巯基基团的金片置于4－氯甲基苯甲酰氯/甲苯的溶液中反应，得到表面带有引发剂·546·福州大学学报（自然科学版）第39卷的金片．最后，将金片置于以乙腈为溶剂，以2－乙烯基吡啶为功能单体，以乙二醇二甲基丙烯酸酯EGD-MA 为交联剂，以Cu （I ）Br /三（2－二甲氨基乙基）胺为催化剂，以胱氨酸或赖氨酸为模板分子的溶液中进行聚合反应，得到了表面分子印迹材料．我们在这方面也开展了工作，目前取得了一些进展．首先是将氧化铝模板的内表面硅烷化，再修饰上ATRP 引发剂2－溴－2－甲基丙酰溴，然后用乙烯基吡啶为单体，EGDMA 为交联剂，有机金属Cu （I ）Br为催化剂，制备β－雌二醇的纳米管膜［46］．还有一个工作是在卤化后的纳米二氧化硅表面进行ATRP 反应．以Cu （I ）Br 和五甲基二乙烯三胺为催化剂，4－乙烯基吡啶为功能单体，EGDMA 为交联剂，双酚A 为模板分子进行聚合反应（图6）［47］．图6采用原子自由基聚合的方法在Fe 3O 4·SiO 2表面制备分子印迹膜原理图［47］Fig．6Outline of the fixation of an ATRP agent onto Fe 3O 4·SiO 2nanoparticles and the grafting of MIPshell fromFe 3O 4·SiO 2nanoparticles via ATRP ［47］Li 等［48］以石墨烯为基底，用ATRP 的方法制备2，4－二氯苯酚的分子印迹膜，透射电镜和原子力显微镜表征的结果显示，该分子印迹纳米膜的厚度为10．957nm．实验结果表明，该分子印迹纳米膜对模板分子具有良好的特异识别性能．与其他活性聚合相比，ATRP 具有较宽的单体选择范围，这是ATRP 的魅力所在．目前适用于ATRP 聚合的单体主要有三大类：苯乙烯及取代苯乙烯类；（甲基）丙烯酸酯类；带有功能基团的（甲基）丙烯酸酯类．不过目前ATRP 还不能使烯烃类单体、二烯烃类单体、氯乙烯和醋酸乙烯等单体聚合．ATRP 不需要复杂的合成路线，既可像自由基聚合那样进行本体聚合、乳液聚合和悬浮聚合，又可合成具有指定结构的聚合物．ATRP 的主要缺点是反应体系对O 2及水要求高，而且必须使用过渡金属催化剂，而由于催化剂的催化活性不·646·。

分子印迹技术研究进展

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第ｌ４卷第３期
２００２年５月
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分子印迹技术研究进展
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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。

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。

分子印迹技术研究进展

第18卷第8期2006年8月化学研究与应用Chem ica lR esea rch and A pp licati on V o.l 18,N o .8A ug .,2006收稿日期:2005-10-09;修回日期:2006-03-16联系人简介:周杰(1963-),男,教授,主要从事生物分析化学研究。

Em a i :l zhou jie @sdau ;Te:l 0538-*******文章编号:1004-1656(2006)08-0896-07分子印迹技术研究进展陈长宝,周杰*,吴春辉(山东农业大学与材料科学学院,山东泰安 271018)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。

本文从分子印迹聚合物的识别机理、分子印迹聚合制备条件和制备技术三个方面综述了分子印迹的研究进展,最后展望了分子印迹发展前景。

引用文献66篇。

关键词:分子印迹聚合物;印迹分子;综述中图分类号:0641 4 文献标识码:A分子印迹是制备对印迹/模板分子有选择性聚合物的技术。

它最早可以追遡到Fischer 的锁匙理论[1]。

此后,Pau ling 提出了抗原使抗体的三维结构发生变化形成了多重作用点,抗原作为模板被铸造在抗体结合部位的识别理论,即模板学说 [2]。

后来发现克隆选择理论[3]比模板学说更合理。

1949年,D ickey [4]首先实现了染料在硅胶中的印迹并提出分子印迹的概念。

1972年W ulff 等[5,6]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(M I Ps)。

M osbach 等创立了非共价型M I Ps 制备方法[7],引起了许多研究者的关注。

随着W u lff 和M osbach 的开拓性工作,分子印迹得到迅速发展。

M I Ps 具有三个特性:(ⅰ)预定性,可根据不同目的制备相应的M I Ps ;(ⅱ)识别性,M I Ps 是依据模板定做的,它具有与模板分子的立体结构和官能团相符的孔穴,所以选择性地识别模板分子;(ⅲ)实用性,它可以与天然的生物识别系统如酶与底物、抗原与抗体等相媲美,具有抗恶劣环境、稳定性高和使用寿命长等优点。

分子印迹技术及其研究进展

分子印迹技术及其研究进展Malikullidin iz kaldurux tehnikisi wa uning tarakkiyati分子印迹技术近年来分子印迹学作为一门新兴的科学门类得到巨大的发展。

分子印迹技术是一种模拟抗体- 抗原相互作用的人工生物模板技术。

它可为人们提供具有期望结构和性质的分子组合体，因此，分子印迹技术已成为当今化学研究领域的热点课题之一。

分子印迹的出现源于免疫学，早在20世纪40年代由诺贝尔奖获得者Pauling 根据抗体与抗原相互作用时空穴匹配的“锁匙”现象，提出了以抗原为模板来合成抗体的理论。

直到1972年德国科学家Wulff [18]研究小组首次成功制备出分子印迹聚合物，使这方面的研究得到了飞速的发展。

1993年Mosbach[19]研究小组在美国《自然杂志》（《Nature》）上发表有关分子印迹聚合物的报道，更加速了分子印迹在生物传感器[20-24]、人工抗体模拟[25]及色谱固定相[26-30]分离等方面的发展，并由此使其成为化学和生物学交叉的新兴领域之一，得到了世界注目并迅速发展。

分子印迹技术的应用研究所涉及的领域非常广泛，包括环境、医药、食品、军事等。

1.分子印迹技术的基本原理及特点分子印迹聚合物是具有特定功能基团以及孔穴大小和形状的新型高分子材料。

是具有高度交联的结构，稳定性好，能够在高温、高压、有机溶剂以及耐酸碱的分子识别材料。

它的制备是通过以下方法实现的：首先用功能单体(functional monomer)(funkissial tana)和模板分子（template）(izi kaldurlidigan malikulla)以共价键或非共价键形成复合物,再加入适当的交联剂(cross-linker)(tutaxturguqi)和引发剂在加热、紫外光或其它射线照射的条件下聚合, 从而使模板分子在空间固定下来；最后通过一定的方法把模板分子洗脱,将模板分子从聚合物中除去, 这样就在聚合物中留下一个与模板分子在空间结构上完全匹配，并含有与模板分子结合的功能基的三维空穴(simtirik kawakqa)。

分子印迹技术研究进展

ｉｐｎｎｏｙｅ（Ｐ）ｐｏｕｅｙＭＩａｃｇｉｏｏｅｕａｆｃｎｙＴｅｐｎｉａ，ｃａａｔｒｔｎｔｏｍｒｔｇｐｌｍｒＭＩｓｒｃｄｂＴｃｎｒｏｎｔｎｍｌｃｌｅｉｔ．ｈｒｃｌｈｃｉｉａｄｍｅｄｉｉｓｄｅｉｒｉｅｌｉｐｒｅｓｃｈ
分子印迹技术（ｌｃｌｒｍｒｔｇｔｃｎｌｇ，Ｍｏｕａｐｉｉｈｏｙｅｉｎｎｅｏ
相匹配结合位点的聚合物。该技术已经成功地应用在测定、分离以及制备高耐用性抗体类似聚合物材料中ｆ由于分子印迹聚合物（ｌｕａ — ｒｔｇ２】。Ｍｏｅｌｉｐｉｉｃｒｍｎｎｐｌｅ，ＭＰ）具有制备简单、高选择性、高强ｏｍｒｙｓＩｓ度、高耐用性及可回收重复使用等诸多优点，使得ＭＩＴ显示出良好的应用前景。
ｏｌｃｌｒｉｒｔｇａｅａｌｒｖｅｅｎｔｉｐｐｒＴｉｐｐｒａｓｅｃｂｓｔｅｃｒｎｐｌａｏｎｅｅｃｒｇｅｓｆｍｏｅｕａｍｐｎｉｌｅｉｗｄｉｈｓａｅ．ｈｓａｅｏｄｓｒｅｈｕｒｔａｐｉｔｎａｄｒｓａｈｐｏｒｓｉｎｒｌｉｅｃｉｒｉａｙｃｈｒｃｌｇ，ｂｏｅｓｒｆｏａｅｙｄｔｃｏｎａｌｔａｐａｍａｏｏｎｉｌｙｉｓｎｏ，ｏｄｓｆｔｅｅｔｎ，ｓｌｈｓｘｒｃｉｎｍｏｅｕａｌｍｐｎｅｍｂａｅａｄｉｏｉｐａｅｅｔａｔ，ｄｏｌｃｌｙｉｒｔｄｍｅｒｎｎｒｉ

分子印迹技术在药学研究中应用进展

分子印迹技术在药学研究中应用进展【摘要】摘要：本文通过对分子印迹技术在药学研究中的应用进展进行探讨，从分子印迹技术的原理概述到其在药学领域、仿生药物设计、药物分析和新药研发中的应用进行详细介绍。

通过对分子印迹技术在药学研究中的重要性和前景进行展望，总结了分子印迹技术在药学研究中的潜在价值和发展动向。

通过本文的研究，有望为分子印迹技术在药学研究领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。

【关键词】分子印迹技术、药学研究、应用进展、原理、仿生药物设计、药物分析、新药研发、前景展望。

1. 引言1.1 背景介绍分子印迹技术是一种基于分子识别原理的高端技术，已经在药学研究中取得了一系列重要进展。

分子印迹技术的原理是通过一种特殊的分子模板，在聚合物中留下与模板分子形状和功能相匹配的孔洞，从而实现对特定分子的高效识别和抓取。

在药学研究中，分子印迹技术可以被广泛用于药物分析、仿生药物设计、新药研发等领域。

随着药学研究的不断深入，分子印迹技术在药学领域的应用前景也越发广阔。

本文将系统地介绍分子印迹技术在药学研究中的应用进展，旨在展示该技术的巨大潜力，为药学研究的发展提供新的思路和方法。

1.2 研究意义分子印迹技术是一种基于分子识别原理的高度选择性分离与检测技术，具有很高的应用价值。

在药学研究中，分子印迹技术可以精准地制备特定药物分子的分子印迹聚合物，用于药物的选择性提取和检测。

这种技术不仅可以提高药物的纯度和稳定性，还可以降低药物的副作用，提高药物的治疗效果。

分子印迹技术在药学领域的应用也非常广泛，可以用于药物的分离与纯化、药物的分析检测、仿生药物设计以及新药研发等方面。

通过对药物分子的特异性识别，分子印迹技术能够提高药物的稳定性和生物利用度，加快新药的研发速度，降低研发成本，为药学领域的发展带来了巨大的推动力。

研究分子印迹技术在药学中的应用进展对于提高药物疗效、减少药物副作用、加快新药研发进程具有重要意义。

通过不断深入研究和应用，可以更好地发挥分子印迹技术在药学领域的潜力，为人类健康和药物治疗方面做出更大的贡献。

分子印迹技术的研究进展及其在分离中的应用

收稿日期：０１Ｄ－２１一４２５
２分子印迹技术在分离中的应用
近年来，因为特有的 “ 定 ” 择性，子印迹预选分技术在分离方面，尤其是在手性分离方面，已显示出
美好的应用前景。目前，ＩｓＭＰ主要被用在固相萃取、色谱、膜分离及高效毛细血管电泳等分离技术中，示出良好的应用前景引。显。
性、识别性和实用性的优点，已广泛应用于分离技术中，示出良好的应用前景，显引起了人们的广泛关注。介绍了分子印迹技术的产生、理及其在分离技术方面的应用，原并对其进行了展望。关键词：分子印迹技术；原理；分离；应用
中图分类号：６８Ｑ５文献标识码：Ａ文章编号：０４７５（０１０．０００１０ —００２１）４０３．３
引言
人们研究分子印迹技术（即分子烙印技术，ｏｍ．１ｃｌｒｍｒｔｇｔｃｎｌｙＭＴ的历史由来已久，ｅｕａｐｎｉｈｏｏ，Ｉ）ｉｉｎｅｇ可以追溯到上个世纪。１４９０年，贝尔奖获得者诺
第３１卷第４期
２１０１年８月
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西
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Ｖ０．Ｎｏ４１３１．
Ａｕｇ．２０１１
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分子印迹材料研究进展

Ｋｅｒｓ：ｌｃｌｒｍｐｉｔｅｈｉｕ；ｍｂａｅｍａｅａｓｍａｎｔｔｒｓｎｎｐａｅｍｔｒａｓｃｍｐｓｔｔｒｙｗｏｄｏｅｕａｌｉ【ｎｅｔｃｎｑｅｍｅｒｎｔｒｌ；ｇｅｉｍａｅａ；ａｏｈｓｅｌ；ｏｏｉｍａｅａｙｒｄｉｃｉｌａｉｅｉ１
中圈分类号：６８１０５．文献标识码：Ａ
Ｔｅｅａｃｒｇｅｓｆｏｃｌｌｈｓｒｈｐｏｒｓｏｌｕｒｒｅｍｅａｙ￣ｒｔｔｉｓｉｅｍａｒｌｎｄｅａ
ＷＡＮＢｎ，ＧｉＷＡＮＲｏｇｍｅ，Ｇｎ — ｉＷＡＮＧＪｎｑｎ，ＮＧ — ｉｇ’ ｕ－ｉｇＤＥＡｎｐｎ
分子印迹材料研究进展
王斌，王榕妹，王俊卿，邓安平 ’
（四川大学化学学院，四川成都６０６）１０４
摘要：本文简要综述了分子印迹的原理、制备技术，着重介绍了与膜材料、性材料、磁纳米材料和复合材料相结合的分子印迹技术的应用与发展。关键词：分子印迹技术；膜材料；磁性材料；纳米材料；复合材料
（ｏｅｅｏｈｍｓｙＳｃｕｎＵｉｒｉ，ｈｎｄ１０４ＣｉａＣＨｇｆｅｉｒ，ｉａｎｖｓｙＣｅｇｕ６０６，ｈｎ）Ｃｔｈｅｔ
ＡｂｔａｔＩｈｓｒｖｅｔｅｐｎｉｌｎｒｐｒｔｎｏＰｅｒｆｅｃｂｄＭａｎｅｈｓｓｗｒｎｔｅｄｖｌｐｎｎｓｒｃ：ｎｔｉｅｉｗ，ｈｒｃｐｅａｄｐｅａａｉｆｉｏＭＩｓｗｒｂｅｙｄｓｒｅ．ｉｍｐａｅｅｅｏｅｅｏｍｅｔｄｅｉｌｉｈａ

分子印迹技术研究进展

收稿:2001年6月,收修改稿:2001年10月　3通讯联系人　e 2m ail :sh irx 649@yahoo .com .cn分子印迹技术研究进展史瑞雪3　郭成海　邹小红　朱春野　左言军　邓云度(防化研究院第六研究所　北京102205)摘　要　分子印迹技术(又称为分子烙印)是结合高分子化学、生物化学等学科发展起来的一门边缘学科。

它对于研究酶的结构、认识受体2抗体作用机理及在分析化学等方面有重要的意义。

本文就分子印迹技术的基本原理、基本方法、发展趋势、研究成果及应用前景进行了综述。

关键词　分子印迹　模拟酶　手性拆分　敏感材料　固定相层析中图分类号:O 64113;Q 55　文献标识码:A 文章编号:10052281X (2002)0320182210The D evelopm en t of Research i n M olecular I m pr i n ti ng Techn iqueS h i R u ix ue 3　Guo Cheng ha i Z ou X iaohong Z hu Chuny e Z uo Y anjun D eng Y und u(R esearch In stitu te of Chem ical D efence ,B eijing 102205,Ch ina )Abstract M o lecu lar i m p rin ting is a bo rderline sub ject develop ed from com b in ing h igh po lym er chem 2istry and b i ochem istry .It is h igh ly sign ifican t in research of the structu re of enzym e ,m echan is m of recep 2to r 2an tibody and analytical chem istry .In th is p ap er ,the essen tial theo ries ,m ethods ,developm en t tenden 2cy ,ach ievem en ts and p ro sp ect of m o lecu lar i m p rin ting techn ique are review ed .Key words m o lecu lar i m p rin ting ;m i m ic enzym e ;reso lu ti on of racem ates ;sen sitive sub stances ;so l 2id p hase ex tracti on一、引　言40年代,Pau ling [1]。

分子印迹技术及其应用研究进展

收稿日期：２０１７１１２４修回日期：２０１８０１２６基金项目：桂林市科技局课题（２０１４０１０５１２）资助；广西“２０１１协同创新中心”壮瑶药协同创新中心（桂２０１３［２０］号）资助；广西壮瑶药重点实验室项目（桂科基字［２０１４］３２）资助联系人简介：邹登峰（１９７５），男，副教授，硕士生导师，主要从事天然药物的开发与研究，Ｅｍａｉｌ：ｚｄｆ１２２６＠１６ห้องสมุดไป่ตู้ ｃｏｍ
：，ＡｂｓｔｒａｃｔＭｏｌｅｃｕｌａｒｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｐｅｏｐｌｅｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｎａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ．Ｉｔｂｅｌｏｎｇｓｔｏｔｈｅｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｔｈｅｓｕｂｊｅｃｔａｎｄｏｂｊｅｃｔｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
ｎｉｑｕｅ，ＭＩＴ）是指为获得在空间结构和结合位点上这样就在高分子聚合物中留下一个与模板分子在
与某一分子（模板分子）完全匹配的聚合物的实验空间结构上完全匹配，且含有与模板分子进行特
制备技术。也称模板印迹技术。
异性结合功能基的三维空穴。这个三维空穴可以
分子印迹技术最初来源于免疫学，由２０世纪选择性地与模板分子进行结合，即对模板分子具
预测了分子印迹技术领域未来的发展趋势。物；（２）进行聚合反应：加入适当的交联剂，将功能
１分子印迹技术概述
单体在致孔剂的存在下互相交联起来形成聚合物，从而使功能单体上的功能基在特定的空间取
向上被固定下来；（３）印迹分子的脱除：通过一定

分子印迹技术的原理与研究进展

分子印迹技术的原理与研究进展(08生微(1)班雷丽文 080548011)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，影响到社会多方面的领域。

本文介绍了分子印迹技术的基本原理，综述了该技术在环境领域、农药残留检测应用、食品安全检测、药学应用的研究进展。

关键词分子印迹技术，分子印迹聚合物，基本原理，研究进展1 前言分子印迹技术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[1]。

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[1]。

分子印迹聚合物以其通用性和惊人的立体专一识别性，越来越受到人们的青睐。

近年来，该技术已广泛应用于色谱分离、抗体或受体模拟、生物传感器以及生物酶模拟和催化合成等诸多领域，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。

2 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，将它与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合制备得到单体、模板分子复合物，然后通过物理或化学手段除去模板分子，便得到“印迹”下目标分子的空间结构的分子印迹聚合物(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[11]。

目前，根据印迹分子与分子印迹聚合物在聚合过程中相互作用的机理不同，分子印迹技术分为两种基本类型：(1) 共价法(预组织法,preorganization)，主要由Wulff 及其同事创立。

在此方法中，印迹分子先通过共价键与单体结合，然后交联聚合，聚合后再通过化学途径将共价键断裂而去除印迹分子[1]。

使用的共价结合作用的物质包括硼酸酯、席夫碱、缩醛酮、酯和螯合物等[14]。

其中最具代表性的是硼酸酯，其优点是能够生成相当稳定的三角形的硼酸酯，而在碱性水溶液中或在有氮(NH3、哌啶) 存在下则生成四角形的硼酸酯[1]。

分子印迹技术的研究进展

子骨架。该技术可以将功能单体和目标分子通过非共
价或者共价的方式共聚生成聚合物，可以通过溶剂将目标分子洗脱，最终在聚合物中可以留下独特的 “记忆”空穴，此空穴在空间形状以及确定官能团上可与原来目标分子完全相匹配，这样的空穴可以与混合物中的目标分子进行可逆的特异性结合，该聚合物称为分子印迹聚合物（ＭＩＰ）。在制备分子印迹聚合物的过程中，不同的组分在聚合过程中分别发挥着不同的功能，这些功能分别作用如表１所示。
收稿日期：２０１５—０８—２７
２
天津化工
２０１６年１月
价法、非共价法以及半共价法三类。
它具有较强的保留性，因此以分子印迹聚合物作为
共价法亦称之为预组织法，这种方法是利用功固定相用于ＨＰＬＣ拆分手性化合物，不仅能够做到
能单体与目标分子之间共价键相互作用结合的方完全分离对应体，还能预测脱洗顺序。至今，印迹
问的可逆共价键的相互转化。所以利用共价法制
由于环境样品本身来源的特殊性，导致环境样
备印迹聚合物的方法相对复杂且成功率不高，目前品的组成可能十分复杂，同时目标污染物浓度十分
应用范围不广泛。
低，所以在环境样品分析时所用的检测方法必须具
非共价法又可以称为自组织法。此方法的原备良好的灵敏性。分析环境样品的过程中一般情
第３０卷第１期２０１６年１月
· 专论与综述 ·
天津化工ＴｉａｎｊｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ

药学论文：分子印迹技术在药学研究中应用进展

分子印迹技术在药学研究中应用进展分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique，MIT）又称分子烙印技术，是旨在获得在空间结构和结合位点上与印迹分子完全匹配的聚合物的实验制备技术。

传统分子印迹聚合物存在模板分子去除难、印迹位点少和传质速度慢等缺点，在许多方面的应用受到了限制。

改进MIPs的合成方法，使更多印迹位点位于或接近于聚合物的表面，提高印迹效率、使模板分子更易洗脱，成为了科研工作者的研究热点，在药学研究中也得到了广泛地应用。

1 分子印迹技术基本原理MIT的原理如图1所示，通常选择合理的功能单体与模板分子形成复合物，加入适当的交联剂、致孔剂和引发剂，在一定的条件下（如低温光照或加热）引发聚合反应，最后再用如萃取或经酸水解的方法将分子模板去除。

？得到在三维空间上与模板分子完全匹配并对其有很好选择性的空穴，从而可以在一定的基质中将模板分子富集。

2 分子印迹方法的分类2.1 根据模板分子与功能单体形成复合物时的作用方式，可以分为预组织法、自组装法。

预组织法是模板分子与功能单体通过可逆共价键相?Y合，而自组装法则是通过非共价键相互作用制备相应的分子印迹聚合物。

两种方法对比结果如表1所示：2.2 根据聚合方法的不同分类，制备MIPs主要有本体聚合法、沉淀聚合法、原位聚合法、悬浮聚合法、多步溶胀法和表面印迹法等，见表2。

3 分子印迹技术的应用近年来，MIT在固相萃取、色谱分离分析、抗体模拟、催化模拟、仿生传感器等方面得到了更加广泛的应用，且应用研究的领域也在不断扩大，如表3所示。

国内外关于分子印迹在药学研究中的报道也有很多，如对天然产物中有效成分的分离纯化，分子印迹技术应用实例如表4所示。

4 展望随着分子印迹技术研究的不断深入和应用领域的不断拓展，分子印迹技术在实际应用方面还有待加强。

结合功能材料作为载体制备表面分子印迹聚合物并将其用于药学研究中，对天然药物中有效成分的分离研究具有重要意义和广阔的实际应用前景。

药物分析中的分子印迹技术发展

药物分析中的分子印迹技术发展药物分析是药物研发与质量控制的重要环节，它关乎着人们的健康和生命。

在传统药物分析方法中，经常会出现复杂的样品矩阵干扰以及特异性不足的问题。

而分子印迹技术的发展为解决这些问题提供了新的思路和方法。

本文将就药物分析中的分子印迹技术的发展进行探讨。

一、分子印迹技术的概述分子印迹技术（Molecular Imprinting Technology，MIT）是一种通过特定的成分构建分子间相互作用的复合材料，通过这种物质与目标分子的选择性识别与结合，实现目标分子的分离、富集和检测的新型技术方法。

它在药物分析中的应用可以提高检测的特异性和准确性。

二、分子印迹技术的原理与方法分子印迹技术的基本原理是通过单体与模板分子之间的相互作用力的共同作用，构建一种具有高度选择性的聚合物。

这一聚合物可以将目标分子识别、富集并与之特异结合。

在研究中，人们常用的方法有：非共价成键技术和共价成键技术。

非共价成键技术包括缩合聚合法、热-冷冻聚合法、溶剂载体法等；而共价成键技术则包括纵坐标聚合法、自由基聚合法、原子转移自由基聚合法等。

三、分子印迹技术在药物分析中的应用1. 药物分离与提取：分子印迹技术可以用于药物的富集与提取。

研究人员可以根据药物的结构特点设计适配的分子印迹聚合物，实现对复杂样品矩阵中药物的高选择性富集与提取。

2. 药物检测与测定：分子印迹技术可以用于药物的快速检测与测定。

通过将选择性吸附层与传感器结合，可以实现对药物的高灵敏度检测。

3. 药物质量控制：分子印迹技术可以用于药物的质量控制。

通过选择特定的分子印迹聚合物，可以实现对药物中杂质、掺杂物的选择性识别与测定，保障药物的质量与安全。

四、分子印迹技术的研究热点与挑战1. 仿生分子印迹技术的发展：仿生分子印迹技术是在分子印迹技术的基础上，通过仿生学原理，以生物分子为模板，构建具有特异性识别与结合能力的仿生分子印迹聚合物。

这一领域的发展将进一步提高分子印迹技术在药物分析中的应用水平。

分子印迹技术研究进展

ｌｒｙｉｐｉｔｄｐｌｍｅ（Ｉ．Ｄｕｔｈａｖｎａｅｓｃｓｒｄｔｒｎｔｎ，ｓｅｉｃａｌｍｒｎｅｏｙｒＭＰ）ｅｏｔｅｄａｔｇｓｕｈａｐｅｅｅｍｉａｉｏｐｃｆｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＭｏｅｕａｍｐｉｔｎｅｈｉｕＭＩｌｃｌｒｉｒｎｉｇｔｃｎｑｅ（Ｔ）ｉｈｒｃｓｆｒｐｒｎｏｙｒｉｈａｅｓｔｅｐｏｅｓｅａｉｇｐｌｍｅｓｗｈｃｒｏｐ
基本原理、类、用现状以及一些新的研究热点进行了综述．分应
关键词：子印迹技术；子印迹聚合物；究进展分分研
中图分类号：３Ｏ６５文献标志码：Ａ文章编号：０８１１（０２０ —００ —０１０ — ０１２１）５１３８
第２３卷第５期
２１０２年９月
化
学研
究
中国科技核心期刊
ｈｙ＠ｈｎ．ｄ．ｎｘｊｅｕｅｕｃ
ＣＨＥＭＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨ
分子印迹技术研究进展
郭秀春，周文辉
（．河南大学药学院，１河南开封４５０；２７０４．河南大学特种功能材料重点实验室，河南开封４５０）７０４
２ＴｅＫｅａｏａｏｙｆｒＳｅｉｌｕｃｉｎｌＭａｅｉｌｏ．ｈｙＬｂｒｔｒｏｐｃｎｔａｔｒａｓｆＭＯＥ，ＨｅａｎｖｒｉａＦｏｎｎＵｉｅｓｙ，Ｋａｆｎ７０４ｈｎａｈｎｔｉｅｇ４５０，ｅｎ，Ｃｉａ）