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。如多肽识别、荷瘤细胞分离和肿瘤癌标志物检测等方面取得了重要的应用。其中，多肽分子作为蛋白质分析中的一种新兴分析工具，已经成为蛋白质表达、活性和结构的研

究热点。利用分子印迹技术裂解多肽和肽类药物的药物代谢机制，可以催化肽类药物或抑制其代谢。图1 是质点图像中用于两种不

同肽的分子印迹聚合物，结果发现，所得聚合物与选择的模板分

子高度匹配，且能够选择性地识别和提取多肽。

2.2在环境监测领域的应用

分子印迹技术可以作为一种重要的环境监测手段，多因其识别

选择性和特异性较高的特点而被研究。诸如有机污染物水平检测，被应用于海洋沉积物和水样中的气相色谱，分析分子基团与土壤

有关的胡萝卜素和脂肪酸化合物等方面，分子印迹聚合物甚至可

以在实现上相对的便宜、简便。

2.3在药物分析和制备领域的应用

制药领域中，分子印迹技术被应用到药物分析和制备中。利用

抗药物分子与特异性分子印迹材料的相互作用，可以提高对药物

的识别选择性。检测中采用了一种基于分子印迹技术的光电力化

学传感器法，由此制备的咪唑类药物分子印迹聚合物，可达到100 wt％的形成效率，同时对组成相似的其他氮杂环受体药物显示出

优越的选择性。

3.分子印迹技术未来的研究方向

移动检测和分析成为了分子印迹技术的未来发展方向之一，所得聚合物的选择性和灵敏度高，还可以实现在线检测、实时监测等目的。缺点是其法规和应用广泛性等问题，需要更多的验证和试用。分子印迹技术可以与其他技术相结合，比如与MEMS（微电子机械系统）相结合，提高分析的速度和准确性。分子印迹技术在质谱领域以及结合识别元件生物学法等领域的应用，也成为投资领域的研究热点。

综上所述，分子印迹技术具有许多潜在的优点，如高选择性、高灵敏度和良好的特异性等。分子印迹聚合物的制备和性能表征为该技术的长期研究方向提供了足够的基础，而其广泛的应用也使得该领域的研究更加全面，为进一步探究其规律提供了充足的资源和平台。