分子印迹材料的制备与应用

（） １ 选择 合适 的功能单体 与印迹分 子 （ 板 ） 模 在一定 的条 件 下 反应 ， 生成一种在某种特定条件下 可以可逆结合 的复合物。 （） ２ 选择合适 的交联剂 ， １ 中生成的复合 物一起 反应 ， 与（ ） 生 成某种 高聚物。交 联剂在 这个 高聚物 中起 到骨架 作用 ， Ｉ中 把
的 复合 物 “ 结 ” 来 。 冻 起
马塞召开第二届国 际分 子 印迹 学术会 议 ， 第三届 国 际分 子 印迹
（） ３ 用溶 剂把 印迹 分子 （ 模板 ） 从高聚物 中洗脱 出来 ， 这样 就
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基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ １７ ６２） 辽宁省高等学校优秀人才支持计 划（０ ９ １ ） 辽宁省海洋与渔业厅科研计划项 目（０ ８ ８ 。 ３０ １１ ； ２０ Ｒ ３ ； ２ ０ ０ ）
通讯作者 ： 伟 ， 士 ， 授。 李 博 教
第４ ０卷第 ９期
张晓旭等 ： 分子 印迹材料 的制备与应用
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在高 聚物 的骨架上 留下 一个 “ 预定 ” 的结合 位点 ， 这个 结合 位点 仅对 于 Ｉ中选用 的印迹分子 （ 模板 ） 具有特异性识别作 用。这个 高聚物就称作是分 子印迹聚合物 。 这个结合位点是 一个具 有三 维空 间结构 的空 穴 ， 由分 子 印 迹 聚合物 的实现 过程可 以看 出 ， 结合 位点 和功 能单体 的种类 都 是 由 印迹 分 子 （ 板 ） 模 的性 质 和 结 构 决 定 的 。 由于 不 同 的 印 迹 分 子（ 模板 ） 具有不 同的性 质和结 构 ， 以制备 出的分 子 印迹 聚合 所 物 只能与相应 的印迹分子 （ 板） 模 通过结合位点结合 。这样就类 似于 自然界抗 体与抗原 、 酶与底物等 的分子识别原 理 ， 就是说 也 分子 印迹 聚合 物对该分 子具有选择结合作用 。 与通 常的聚合 物相 比 ， 分子印迹聚合物一般具有如下特点 ： （ ） 择的功能单体必须具 有可 以与 印迹分 子发生作 用 的 １选
念， 这个可 以视为分子印迹 的萌 芽 ， 但是在 当时 以及很 长时 间以
后 并 没有 引起 人们 的重 视 ｊ 。
德 国的 Ｗｕｆ研究小组 于 １７ ｌ ９ ２年首次公 开报道 了人工合 成的分子 印迹 聚合 物后 ， 分子 印迹学 才越来 越得 到学术 界 的关
合位点 ， 这个结合位点对仅 对于 相应 的 目标 分子 （ 印迹分 子 、 模 板 ） 有特异识别作用。 具
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｏｅｕａ ｉ ｐ ｎｉ ｃ ｎｑ ｅ（ Ｔ） ｍｏ ｃｌｒ ｒ ｔ ｏ ｍｅ ＭＩ ） ｏ ｄｐ ａｅｅｔ ｃ ｏ ｙｗ ｒ ｓ ｍ ｌ ｌ ｒ ｔ ｇｔ ｈ ｉｕ ＭＩ ； ｌ ｕａｌ ｉ ｉ ｅ ｐ ｌ ｒ（ Ｐ ；ｓｌ ｈ ｓ ｘ ａ ｔ ｎ ｃ ｒｍ ｉ ｎ ｅ ｅ ｙ ｍｐ ｎ ｄ ｙ ｉ ｒ ｉ （ Ｐ ） ｓｅｉｃｒ ｏｎｔ ｎ Ｓ Ｅ ； ｐｃ ｅ ｇｉｏ ｉ ｆ ｃ ｉ
是 Ｐｕｉｇ 是 为 分 子 印 迹 学 的 发 展 奠 定 了 一 定 的 理 论 基 础 。 ａｌ 还 ｎ Ｄｃ ｅ 在 １４ ｉｋｙ ９ ９年 制 备 出 硅 胶 吸 附 剂 时 提 出 来 专 一 性 吸 附 的概
１ 分 子 印迹 技 术 的 基 本 原 理
分 子 印迹 技 术 通 常 是 采 用 化 学 合 成 的 方 法 ， 目标 分 子 （ 在 印 迹 分子 、 板 ） 模 的周 围形 成 一 个 交 联 度 很 高 的 刚 性 分 子 ， 掉 目 去 标 分子 （ 印迹 分 子 、 板 ） ， 刚 性 分 子 空 间 结 构 中 获 得 一 个 结 模 后 在
１６２ ） １ ０ ３
桥
（ 大连 海洋 大学 ，辽 宁 大连
摘 要 ： 分子印迹技术（ ｏ ｃｌ ｌｉｐｎ ｄ ｅｈｉ ｅＭ Ｔ 来源于免疫学、 ｍ ｌ ｕ ｒ ｒ ｔ ｃｎ ｕ ， Ｉ） ｅ ａｙ ｍ ｉｅ ｔ ｑ 生物化学， 是模拟生物体内抗体与抗原、 酶与底物
等分子之间的识别 过程 ， 是合成对某 一种 分子具有专一识别性 的聚合物 的方 法。本文对分子 印迹材料 的合 成方法——共价法 、 共 非 价法和半共价法等进行 了综述 ， 并介 绍了分子印迹材料 与技术在分析化学 与生物领域 的应用 。
第４ Ｏ卷第 ９期 ２１ ０２年 ５月
广
州
化
工
Ｖｏ ． １４０ Ｎｏ． ９
Ｍ ａ ． ０１ ｖ２ ２
Ｇｕａ ｇ ｈｏ ｎ ｚ ｕ Ｃｈｅ ｃ ｌＩ ｄ ｔｙ ｍｉａ ｎ ｕｓｒ
分 子 印 迹 材 料 的 制 备 与 应 用 木
张晓旭 ，游慧珍 ，李 伟 ，佟 长青 ，李 微 ，曲 敏 ，金
功 能 基 ， 些 功 能 基 与 印 迹 分 子 可 以生 成 金 属 键 、 价 键 、 键 这 共 氢 等， 并且在特定的条件下 ， 成的复合 物与功能单 体和 印迹分子 生
非共价键作用有 ： 电荷转 移 、 氢键 、 金属 螯合 作用 、 电引力 、 静 疏 水作用等 ， 中以氢键作用 为最 多。在印迹形成 的过程 中 ， 其 很少 出现 只是用一种作 用力 制 的分 子印迹 聚合物 的情况 ， 而更 多 的 是多种作用力相互 结合 ， 制备 的分 子印记 聚合物具 有更 多的识
般情 况 下 通 过 以下 三个 步骤 来 实 现 分 子 印 迹 技 术 或 分 子 印迹聚合物 ：
一
注。１９ ９ ３年 ， 典 Ｌ ｎ 瑞 ｕｄ大学的 Ｍｏｂｃ ｓａｈ研究 小组 在《 ａ ｒ＞ Ｎ ｔ ｅ ｕ ）
上发表了有关茶 碱分子 印迹聚 合物 的报道后 ， 子印迹 技术 随 分 即便 成为学术界 研究 的热点 。为 了更 好 的研究 分 子印 迹 Ｌ ｎ ｕｄ
大 学 成 立 了 国 际分 子 印迹 学 会 （ｏｉ ｙｆ ｌｃｌ ｒ ｔ ｇ Ｓｃｅ ｏ Ｍｏ ｕ ｒＩ ｉ ｉ ， ｔ ｒ ｅ ａ ｍｐ ｎ ｎ Ｓ ）随 着 分 子 印 迹 技 术 的 研 究 深 入 和 广 泛 应 用 ， 于 分 子 印迹 ＭＩ 关 的国际著名的学术 会议也频 繁举 行 ， 如英 国 Ｃ ｒｉ 大学 在 ２０ ａｄ ｆ ００ 年 ７月在 举 办 了第 一 届 分 子 印迹 技 术 国 际 会 议 ， 年 后 在 德 国 两
别位点 ， 此有 着 更 强 的预 定 选 择性 。相 对 于共 价 法 合成 的 因 ＭＩ ， Ｐ 这样 印迹 聚合 物的分离能力 和选择性更强 。 通常在制备分子 印迹 聚合物 时 ， 能单体 与 印迹分 子 的摩 功 尔 比值要大于 １这样就会在印迹分子周 围形成有更多 的非共价 ， 键， 并增加 了印记聚合物对印迹分子 的特异识 别性 ， 所产生 的孔 穴具有更好 的空 间匹配性 。非共价法 聚合反应一般 是在有机溶 剂 中进行 ， ： 如 甲醇 、 乙腈等 ， 这是 因为该方 法与溶液 的极性密切 相关 。图 ２所示为几种非共价法常用 的功能单体。
Ｚ Ａ ｉ 。 ，Ｙ Ｕ Ｈ ｉ ｚｅ ， ＩＷ ｉ Ｔ Ｎ ｈ ｎ ｑｎ Ｌ ｅ， Ｕ Ｍｉ ． Ｉ ｉｏ Ｈ ＮＧＸａ ｃ Ｏ ｕ — ｈｎ Ｌ ｅ， Ｏ Ｇ Ｃ ａ ｇ— ｉ ｏ一 ｕ ｇ， ＩＷ ｉ Ｑ ｎ ＪＮ Ｑａ （ ａｉ ｃａ ｎｖｒ ｔ， ｉ ｎｎ ａ ｌ ｎ１６ ２ ， ｈｎ ） Ｄ ｌ ｎＯ ｅｎＵ ｉ ｓｙ Ｌａ ｉｇＤ ｎｉ ０ ３ Ｃ ｉａ ａ ｅｉ ｏ ａ １ Ａｂｔａ ｔ Ｍｏ ｃｌｒ ｍ ｒ ｔ ｇｔｃｎｑ ｅ（ Ｔ ａ ｅｈ ｉｕ ｏ ｅｅｔ ｅｓｐ ｒｔ ｎ ｏ ｃｍ ｏ ｎ ｓｂ ｓｄ ｏ ｓｒｃ ： ｌ ｕａ ｐ ｎｉ ｈ ｉ ｅ ｉ ｉ ｎ ｅ ｕ ＭＩ ）ｗ ｓａｔ ｎｑ ｅｆ ｓｌ ｉ ｅａａｉ ｆ ｏ ｐｕ ｄ ａｅ ｎ ｃ ｒ ｃｖ ｏ
ｉ ｐｉｔ ｏ ｍ ｒＭ Ｐ ， ｍ ｒ ｅ ｐｌ ｅ， Ｉ ） 它是一种具有分子识 别性 能的新型高分 ｎｄ ｙ
子 材 料 。
诺 贝尔奖 得主 Ｐ ｕｉ ａｌ ｇ曾经提 出过 以抗 原为模 板来 合成抗 ｎ 体 的理论 ， 虽然这 个理论被后 来 的“ 隆选择理 论”所推 翻 ， 克 但
关键 词 ： 分子印迹技术； 分子印迹聚合物； 固相萃取 ； 特异性识别 中图分类 号 ：６８ ０ ５ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０１ ９７ （０２ １ — ０６ ０ １０ — ６７２ １）０ ００ — ５
Ｓ ｎｔ ｓｓ ａ ｄ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆＭ ｏ ｅ ｕ ａ ｌ ｍ ｐｒｎｔ ｄ Ｐｏ ｙ ｅ ｙ ｈｅ ｉ ｎ ｌｃ ｔｏ ｏ ｌ ｃ ｌ ｒ ｙ Ｉ ｉ ｅ ｌｍ ｒ
免疫 学 、 生物化学 ， 是模拟 生物体 内抗体 与抗原 、 与底 物等 分 酶 子之 间的识别过 程 ， 合成 对某 一种分 子具有 专一识 别性 的聚合
物 的 方法 。ＭＩ 形 象 地 描 绘 为 制 造 识 别 “ 子 钥 匙 ” “ 工 Ｔ被 分 的 人 锁” 的技 术 … 。这 种 聚合 物 称 为分 子 印 迹 聚合 物 （ ｏｅｕａｌ ｍ ｌｃｌ ｙ ｒ
ｉ ｍｍｕ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｂｏ ｈ ｍｉｔｙ，ａ ｄ ｉ ｃ ｎ ｓｍｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｔｒ ｃ ｉｎ ｅｙ ｎ ｎ ｍｏｅ ｕ ａ ｅ ｏ ｎ ｔｏ ｅｗｅ ｎ ａ ｔｂ ｄ ｎ ｎ ｌｇ ｎ ｉｃ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ａ ｉ ｌ ｔ ｈ ｎ ｅ ａ ｔｏ ｓ ｒ ｌｉ ｇ ｏ ｌ ｃ ｌｒ ｒ ｃ ｇ ｉｉｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｉ ｏ ｙ ａ ｄ ａ ｔｇ ｎ，ｅ ｚ ｍｅ ｔ ｕ ｔａｅ ｈ ｅ ｅ ｔｐ ｏ ｒ ｓ ｎ ｔ ｔ ｏ ｓｆｒｓ ｎ ｈ ｓｓｏ ｌｃ ｌｒｙ ｉ ｒｎｅ ｏ ｙ ｒａ ｐｐ ｉ ｎ ｉｅ ｎ ｙ ｏ ｓ ｂｓｒ ｔ ．Ｔ ｅ ｒ ｃ ｎ ｒ ｇ ｅ ｓｉ ｈｅｍｅｈ ｄ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆｍｏ ｅ ｕ ａ ｌ ｍｐ ｉ ｔｄ ｐ ｌｍｅ ｎｄ ａ ｌ— ｏ ｃ ｔｏ ｓｏ Ｔ ｉ ｈ ｅｄ ｏ ｎ ｌｔｃ ｌｃ ｅ ｓｒ ｎ ｉｌｇ ｒ ｅ ｉｗｅ ａ ｉｎ ｆＭＩ ｎ ｔ ｅ ｆ ｌ ｆａ ａ ｙｉ ａ ｈ ｍｉｔ ａ ｄ ｂ ｏｏ ｗｅ ｅ ｒ ｖｅ ｄ． ｉ ｙ ｙ
的结 合反应是互逆的。 （ ） 成的高聚物要具有较高 的交联度 ， ２生 以确保把 功能单体 固定在高聚物内一个稳 定的空间。
ＣＨ２
２ 分 子 印迹 聚 合 物 合 成 方 法 的分 类
分 子 印迹 技 术 （ ｌｃｌ ｌ ｉｐ ｎｅ ｃｎｑｅ ＭＩ ） 源 于 ｍｏ ｕａ ｙ ｍ ｒ ｔｄｔ ｈｉｕ ， Ｔ 来 ｅ ｒ ｉ ｅ 学术会议也 于 ２０ ０ ４年 在 英 国 Ｃｒｉ 大 学 召 开 ， 四 届 国 际 分 ａｄ 任 第 子 印迹 学术 会 议 于 ２０ ０ ７年 ９月 在 Ｃ ｄ 大 学 举 行 。 随 着 对 分 ｒ ｆ ａｉ 子 印迹 学 研 究 的 在 分 离 科 学 的 应 用 ， 关 分 子 印 迹 的论 文 数 开 有 始 急剧 上 升 ， ２ １ 仅 ０ ０年 Ｓ Ｉ 录 的 关 于 分 子 印 迹 的论 文 已经 超 Ｃ收 过 ４ ０篇 。研究分子 印迹 学 的科研 单位 也逐 渐增 多 ， 际分子 ０ 国 印迹 协 会 （ ＭＩ 的统 计 表 明 Ｊ全 球 至 少 有 １０个 以 上 的 企 事 Ｓ ） ， ０ 业 团体 和学 术 科 研 机 构 在 从 事 分 子 印 迹 聚 合 物 的 研 究 及 开 发 Ｔ 作。