分子印迹聚合物在水体中的应用
分子印迹技术.
MIPs 在废水处理中的应用
污染物的有效测定 有机污染物的选择性吸附 作为催化剂降解污染物 基于MIPs的荧光传感器用于污染物的选择性识别
高选择性
选择性识别、分离、检测和纯化
污染物的有效测定
分子识别能力强
MIPs
稳定性好
作为选择工具应用于多个分析领域： 传感器，固相萃取（SPE）及色谱等等 分子印迹固相萃取（MISPE） MISPE：为复杂样品提供了一种简单高效的预处理方法 已成功从水样中萃取和检测了一系列的化合物
1
问题1 2 问题2 Click to add title in here
制备局限在有机溶剂中进行，应用于水相时， 表现出不同的膨胀效果，从而使其特异性受限
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水分子与模板存在竞争，使模板与功能单体 之间的非共价键减弱或被破坏
亲水性 MIPs
表面亲水性显著增强 水相中也具有出色的分子识别能力
非特异性吸附 氢键，疏水作用， 范德华力
特异性吸附
空腔的选择性识别
MIPs作为吸附剂的局限
单一目标污染物 的富集与吸附
实际应用需考虑 成本和效率
制备多功能MIPs 优化MIPs的制备 及提高效率
实验室研究：已有效去除一系列有机污染物
实验室研究
众多复杂性
大规模工业应用
作为催化剂降解污染物
MIPs作为催化剂的优势及应用
利用虚拟模板制备SMIPs
给MIPs带有磁性（MMIPs）
残余模板可与目标分析物分离， 避免干扰痕量分析 SMIPs大大提高吸附脱附效率， 从而大大减小了残余模板的泄露
易于收集与分离
有机污染物的选择性吸附
吸附优势：成本低，适应能力强，设计/操作简单等 吸附剂：活性炭，氧化铁纳米材料，石墨烯材料，MIPs等等 MIPs：高选择性，吸附容量大 针对MIPs作为吸附剂去除有机污染物，已做了很多研究
分子印迹技术在环境污染物监测中的应用探讨
分子印迹技术在环境污染物监测中的应用探讨1. 引言1.1 研究背景环境污染一直是人类社会面临的重要问题之一，大气、水体、土壤等环境中的污染物对人类健康和生态系统造成了严重影响。
随着工业化进程的加快和城市化的推进，环境污染问题日益突出，对环境监测技术提出了更高的要求。
传统的环境监测方法存在着许多局限性，如复杂的前处理步骤、测定过程繁琐、高成本等问题。
为了解决传统环境监测方法的缺陷，分子印迹技术逐渐成为研究热点。
分子印迹技术是一种高度选择性的分离和检测方法，通过合成具有特定结构和功能的分子印迹聚合物，能够高效地识别和测定目标分子。
在环境监测领域，分子印迹技术的应用具有很大的潜力和优势，可以实现对有机污染物、重金属离子、农药残留等污染物的快速、准确、高效检测。
研究分子印迹技术在环境污染物监测中的应用具有重要的意义和价值，可以推动环境监测技术的发展，提高环境管理和保护的水平，促进人类社会可持续发展。
1.2 研究意义研究分子印迹技术在环境污染物监测中的应用，不仅有助于提高环境监测的准确性和可靠性，还有助于及时发现和治理环境污染问题，保障生态环境和人类健康。
通过对分子印迹技术的研究和探讨，可以为环境保护和环境管理提供重要的技术支持和科学依据，促进环境监测技术的创新和发展。
探讨分子印迹技术在环境污染物监测中的应用具有重要的研究意义和实践价值。
2. 正文2.1 分子印迹技术的原理和应用分子印迹技术是一种基于分子识别原理的高度选择性化学分离技术，在环境监测中具有重要的应用价值。
其原理是通过合成特定的分子印迹聚合物，使其具有对目标分子的高度亲和性和选择性，从而实现对目标分子的高效分离和检测。
分子印迹技术的应用范围广泛，可以用于检测环境中的有机污染物、重金属离子、农药残留等多种污染物。
通过选择不同的模板分子和功能单体，可以构建具有特定识别能力的分子印迹聚合物，实现对不同类型污染物的高效检测。
在环境监测中，分子印迹技术具有以下优势：具有高度的选择性和灵敏度，能够实现对目标分子的特异性识别和检测；操作简便、成本较低，适用于现场和实时监测需求；具有较好的稳定性和再生性，可多次使用，降低了成本和对环境的影响。
分子印迹技术在环境污染物监测中的应用探讨
分子印迹技术在环境污染物监测中的应用探讨【摘要】本文探讨了分子印迹技术在环境污染物监测中的应用。
首先介绍了分子印迹技术的原理，然后阐述了其在环境监测中的优势。
接着分别讨论了分子印迹技术在大气、水、土壤污染监测中的具体应用情况。
通过对这些应用案例的分析，揭示了分子印迹技术在监测中的重要作用。
随后展望了该技术在未来环境监测中的应用前景，并对全文进行了总结。
通过本文的阐述，读者可以更深入地了解分子印迹技术在环境污染监测中的潜力和前景，为环境保护和治理提供了新的思路和方法。
【关键词】分子印迹技术、环境污染物监测、大气污染、水污染、土壤污染、前景展望1. 引言1.1 研究背景环境污染已经成为全球关注的焦点问题，随着工业化和城市化的加速发展，环境污染物的种类和数量不断增加，给人类健康和生态系统带来了严重的影响。
如何准确、快速地监测和分析环境中的污染物成为了环境科学领域的重要课题。
通过对环境中的污染物进行分子印迹技术的应用研究，可以实现对目标分子的高灵敏检测和准确识别，为环境保护和治理提供更加有效的手段。
研究分子印迹技术在环境污染物监测中的应用具有重要的理论意义和实践价值。
1.2 研究意义分子印迹技术可以通过合成特定的分子印迹聚合物，实现对目标污染物的高效识别和富集，从而提高检测的灵敏度和准确性。
这对于监测低浓度污染物、复杂样品矩阵中的目标物质具有重要意义。
分子印迹技术可以有效降低监测成本和提高检测效率，相比传统的分析方法更具经济和实用性。
这在大规模环境监测中具有明显优势，有助于提升环境监测的可持续性和持续性。
研究开发基于分子印迹技术的环境污染监测方法，不仅有助于改善环境监测的技术手段和水平，也有助于保护人类健康和生态环境，具有重要的实践意义和社会意义。
2. 正文2.1 分子印迹技术原理分子印迹技术是一种通过特定化学反应在聚合物内部形成与目标分子空间结构和功能上高度匹配的探针分子，从而使聚合物具有高选择性捕获、识别和转换分子的能力的方法。
分子印迹聚合物的特性及其应用
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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。
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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
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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
分子印迹技术
分子印迹技术分子印迹技术——实现高选择性分子识别的有效手段摘要：分子印迹技术是一种高度选择性的分子识别方法，它基于分子模板和功能单体的相互作用，实现对目标分子的特异性识别。
本文首先介绍了分子印迹技术的发展背景和原理，然后详细讨论了其在生物医药、化学分析和环境监测等领域的应用，并展望了分子印迹技术未来的发展方向。
1. 引言分子识别是在复杂混合物中特异性地识别目标分子的过程。
传统上，分子识别主要依赖于结构和功能的相互补充。
然而，由于目标分子与其他分子相似性较高，一些具有相似结构和性质的分子也会被识别为目标分子，导致识别效果不理想。
为了解决这个问题，分子印迹技术应运而生。
2. 分子印迹技术的原理分子印迹技术基于模板分子和功能单体之间的相互作用，通过模板分子和功能单体的共价或非共价交联，构建出具有高度结构特异性和选择性的分子识别材料。
这种材料被称为分子印迹聚合物。
分子印迹聚合物的制备过程分为三步：模板分子的选择与固定、功能单体与模板分子的共聚合、除模获取印迹空位。
首先，选择目标分子作为模板，与具有亲和性的功能单体相结合。
然后，在适当的条件下，将功能单体与交联剂一起聚合，形成聚合物。
最后，通过去模板的方式将模板分子从聚合物中除去，留下与目标分子分子结构特异性相匹配的空位。
3. 分子印迹技术在生物医药领域的应用分子印迹技术在生物医药领域有着广泛的应用。
例如，在药物传递系统中，分子印迹聚合物可以作为药物的载体，实现对药物的靶向输送。
此外，分子印迹聚合物还可以用于分离和富集生物标志物，有助于疾病的早期诊断和治疗。
4. 分子印迹技术在化学分析中的应用分子印迹技术在化学分析中也有着广泛的应用。
例如，分子印迹聚合物可以用于选择性吸附和分离复杂样品中的目标分子，从而提高分析的准确性和灵敏度。
此外，分子印迹技术还可以用于污染物的检测和分离，有助于环境保护和治理。
5. 分子印迹技术在环境监测中的应用分子印迹技术在环境监测中的应用也十分广泛。
分子印迹 吸附-概述说明以及解释
分子印迹吸附-概述说明以及解释1.引言1.1 概述分子印迹技术是一种利用化学合成方法制备具有特定分子识别能力的聚合物材料的技术。
这些聚合物材料可以通过特定的分子印迹过程来形成具有特异性识别目标分子的空间结构。
吸附是一种物质从气体或液体中沉降到固体表面的过程。
分子印迹吸附技术将分子印迹技术与吸附过程结合起来，实现了对目标分子的高效吸附和选择性识别。
分子印迹吸附技术在环境净化和生物医学领域具有重要的应用价值。
在环境净化领域，通过设计合成具有特定结构和功能的分子印迹吸附材料，可以有效去除水中有害物质和重金属离子，提高水质净化效率。
在生物医学领域，分子印迹吸附材料可以用于药物分离纯化、生物大分子检测和药物释放控制等方面，为医学诊断和治疗提供了重要支持。
本文将介绍分子印迹技术的基本原理和吸附过程的机制分析，探讨分子印迹吸附在环境净化和生物医学领域的应用，并总结分子印迹吸附的重要性。
同时，展望未来发展方向，探讨分子印迹吸附技术在其他领域的潜在应用价值。
愿本文能为读者深入了解分子印迹吸附技术提供帮助。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对分子印迹吸附这一主题进行概述，介绍文章的结构和目的，引出文章的主要内容。
在正文部分，将首先介绍分子印迹技术的基本原理和方法，包括分子模板的选择、功能单体的聚合等过程。
然后对吸附原理进行分析，探讨分子印迹吸附在环境净化和生物医学领域的具体应用。
在结论部分，将总结分子印迹吸附在环境净化和生物医学领域的重要性，并展望未来发展的方向。
最后通过结语来总结全文，强调分子印迹吸附在科研和实际应用中的重要性和潜力。
1.3 目的本文旨在深入探讨分子印迹吸附技术的原理和应用，介绍其在环境净化和生物医学领域的重要性和价值。
通过对分子印迹技术和吸附原理的详细解析，展示该技术在材料科学和化学领域的广泛应用和潜力。
同时，通过对分子印迹吸附未来发展方向的展望，为相关研究和实践工作提供参考和启示。
分子印迹聚合物吸头整体柱固相萃取结合GC-MS测定化妆水中的局麻药
分子印迹聚合物吸头整体柱固相萃取结合GC-MS测定化妆
水中的局麻药
赵丹妮;吴贝贝;吐尔洪·买买提
【期刊名称】《新疆大学学报:自然科学版(中英文)》
【年(卷),期】2022(39)6
【摘要】利用分子印迹吸头整体柱结合便捷、高效固相萃取装置与萃取方法对化妆水中5种局麻药进行探究,并采用GC-MS实现了准确、灵敏的测定.以布比卡因分子印迹聚合物(MIPs)为选择性吸附剂,超高分子量聚乙烯为粘结剂,在移液吸头中通过共烧结制备了分子印迹吸头整体柱固相萃取(PT-SPE)装置.当pH=9.00、10%乙腈水为上样溶剂、甲醇为洗脱溶剂时,PT-SPE对化妆水中局麻药的萃取率最高,且处理后样品基质干扰显著降低,谱图变“干净”,5种局麻药LOQs为0.06~0.09 mg·L^(-1),该样品前处理方法简化了对化妆水样品的萃取步骤,有效地提高了对化妆水样品测定的灵敏度,实现了对5种局麻药的准确测定.
【总页数】8页(P688-695)
【作者】赵丹妮;吴贝贝;吐尔洪·买买提
【作者单位】新疆大学化学学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室;中国石油化工股份有限公司西北油田分公司工程技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】O657
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分子印迹技术原理应用及前景展望
分子印迹技术原理应用及前景展望
1.模板引入：选择目标分子作为模板，在适当的条件下，与功能单体形成相互作用，形成模板-功能单体复合物。
2.共聚反应：在模板引入的基础上，添加交联剂和引发剂，进行聚合反应。
功能单体聚合并交联形成一个具有空腔结构的聚合物网络。
3.模板去除：将模板从聚合物网络中去除，得到具有模板空腔的分子印迹聚合物。
4.目标分子再吸附：将目标分子通过非共价作用重新吸附到分子印迹聚合物空腔中，形成具有高度选择性的模拟酶或传感器。
1.分子识别：利用分子印迹聚合物对目标分子进行识别和分离，如药物分析中的样品前处理、天然产物的提取分离等。
2.传感器制备：将具有选择性的分子印迹聚合物制备成传感器，用于检测环境中的目标分子，如水质、空气中的有害物质等。
3.模拟酶制备：通过分子印迹技术制备具有催化功能的分子印迹聚合物，用于模拟酶的催化反应，如酶的固定化、酶的稳定化等。
4.药物传递：利用分子印迹聚合物作为药物的载体，将药物稳定固定在聚合物中，实现药物的控释和传递。
分子印迹技术具有较高的选择性、灵敏度和稳定性，在生物医药、环境监测和食品安全等领域有重要的应用前景。
随着纳米技术和生物传感器的不断发展，分子印迹技术将更加精细化和高效化，在医学诊断、药物传递和环境监测等领域发挥更大作用。
同时，基于分子印迹材料的生物传感器、高通量分离技术等也将得到更广泛的应用。
分子印迹原理
分子印迹原理分子印迹技术是一种通过特定的分子模板来选择性识别目标分子的方法。
它的原理是在聚合物材料中，通过目标分子与功能单体的非共价作用形成复合物，然后再通过交联剂的作用形成固定的结构。
在去除目标分子后，留下了与目标分子的空位结构，这就是分子印迹物质。
分子印迹技术可以应用于分离、富集、检测等领域，具有广泛的应用前景。
分子印迹原理的关键在于分子模板的选择和功能单体的配比。
首先，选择合适的分子模板是分子印迹技术成功的关键。
分子模板应具有与目标分子相似的结构和功能团，以便形成稳定的复合物。
其次，功能单体的选择和配比也至关重要。
功能单体应具有与分子模板和目标分子相互作用的基团，以保证复合物的稳定性和选择性。
在聚合过程中，分子模板和功能单体形成的复合物被固定在聚合物材料中，形成了具有空位结构的固定空间。
当目标分子再次进入这个固定空间时，会与空位结构发生特异性的非共价作用，从而实现目标分子的选择性识别。
分子印迹原理的应用非常广泛。
在生物医药领域，分子印迹技术可以用于药物的分离和富集，从而提高药物的纯度和活性。
在环境监测领域，分子印迹技术可以用于水质和大气中有害物质的检测，从而保障人们的健康和安全。
在食品安全领域，分子印迹技术可以用于食品添加剂和农药残留的检测，从而保证食品的质量和安全。
此外，分子印迹技术还可以应用于化学传感器、分子识别和生物分子分析等领域。
总之，分子印迹原理是一种非常重要的分子识别技术，它通过特定的分子模板和功能单体，形成具有空位结构的固定空间，实现了对目标分子的选择性识别。
分子印迹技术在生物医药、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用前景，对于推动科学研究和解决实际问题具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，相信分子印迹技术将会发挥更大的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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。
分子印迹聚合物及其应用
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 Sha ndong U nive rsity of Technology (Natural Science Edition)Vol.22No.6Nov.2008收稿日期22基金项目国家海洋局青年海洋科学基金资助项目(6)作者简介苏 杰(2),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 impr inted polymer (M IP)and its a pplica tionSU J ie1,YIN Xiao 2fei2(1.School of Econ o mic s ,Ocean Univer sity of China ,Qingdao 266071,China ;2.Fir st Instit ute of Oceanography ,State Ocea nic Administ ration ,Qingdao 266061,China)A bstract :As a p reparat io n process for t he pol ymer wit h function of ide ntifying a specific mole 2cule (impri nting molecule or t emplat e molecule ),molecul ar i mp ri nti ng has i mporta nt applications in separation analysi s ,sim ulation a nd biomi metic sensor s ,a nd ot her a spect s such as enzymat ic catalysis.This paper i nt roduced ba sic pri nciples ,prepa retion met hod and c haract eri stie s of mo 2lec ular i mprinted polyme r (MIP ),and also t he application a nd develop ment t rends of molecula r imprinti ng technology.K ey w or ds :molecule i mprinti ng ;molecule i mpri nt ing polymer ;preparation ;development 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 impri nt ed pol y 2mer s ,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,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:20080829:200701:1982.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Pa uling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”(pla sticanti body).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(predet ermi2nat io n).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;()特异识别性(f2tion).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(practicabilit y).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(preor ganization)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2speci ic recogni.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[]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.Whit eco mb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SP E)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 8. :...一.1994年,Sellergre n[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-SP E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-SP E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Mosabch[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(y y, MI),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H PLC、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.Mosbach[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R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.molecularl i mpri nte d pol mer sP s.at ner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Husson和Y ang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[]L y f f f fanti bodi es[J].J.Am.C hem.Soc.,1940,62:264322657. 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分子印迹
091103111王礼建分子印迹技术概述分子印迹技术又称分子烙印技术（Molecular Imprinting Technique）简称MIT。
是分子化学、生物化学和材料科学相互渗透与结合形成的一门新型的交叉学科，他是合成对某种特定分子具有特意选择性结合的高分子聚合物技术。
通常被人们描述为创造与识别“分子钥匙”的人工“锁”技术。
一、分子印迹的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。
二、分子印迹聚合物的制备(1)在一定溶剂(也称致孔剂)中，模板分子(即印迹分子)与功能单体依靠官能团之间的共价或非共价作用形成主客体配合物。
(2)加入交联剂，通过引发剂引发进行光或热聚合，使主客体配合物与交联剂通过自由基共聚合在模板分子周围形成高联的刚性聚合物。
(3)将聚合物中的印迹分子洗脱或解离出来。
分子印迹分为两类(1) 共价键法(预组装方式)：聚合前印迹分子与功能单体反应形成硼酸酷、西夫碱、亚胺、缩醛等衍生物，通过交联剂聚合产生高分子聚合物，用水解等方法除去印迹分子即得到共价结合型分子印迹聚合物。
优点：功能基团能获得较精确的空间构型。
缺点：识别过程慢，而且识别能力与生物识别相差较大。
(2) 非共价键法(自组装方式)：非共价键法是制备分子印迹聚合物最有效且最常用的方法。
这些非共价键包括静电引力(离子交换)、氢键、金属鳌合、电荷转移、疏水作用以及范德华力等。
其中最重要的类型是离子作用，其次是氢键作用。
优点：简单易行模板容易除去。
缺点：专一识别性不强。
三、分子印迹材料的特性(1)预定性，即它可以根据不同的目的制备不同的MIPs，以满足各种不同的需要。
(2)识别性，即MIPS是按照模板分子定做的，可专一地识别印迹分子。
(3)实用性，由于它是由化学合成的方法制备的，因此据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。
分子印迹材料
分子印迹材料分子印迹技术是一种通过特定分子与功能单体相互作用形成复合物，再通过聚合反应形成空腔结构的方法，从而实现对特定分子的选择性识别和分离。
分子印迹材料是利用分子印迹技术制备而成的材料，具有高度的选择性和特异性，被广泛应用于化学分离、生物传感、药物释放等领域。
分子印迹材料的制备方法主要包括溶液聚合法、表面印迹法、磁性分子印迹法等。
其中，溶液聚合法是最常用的方法之一。
通过在溶液中加入功能单体、模板分子和交联剂，形成聚合物前体，再通过聚合反应形成分子印迹材料。
表面印迹法则是将功能单体直接固定在固体表面，再通过聚合反应形成分子印迹材料。
而磁性分子印迹法则是在分子印迹材料中引入磁性颗粒，使其具有磁性，便于后续的分离操作。
分子印迹材料具有许多优点。
首先，它具有高度的选择性和特异性，能够对目标分子进行准确识别和分离。
其次，制备方法简单灵活，可以根据不同的需求选择不同的制备方法和材料组分。
再次，分子印迹材料具有较好的稳定性和重复使用性，能够多次进行分离操作。
此外，分子印迹材料还具有良好的化学和热稳定性，适用于各种环境条件下的应用。
分子印迹材料在化学分离领域有着广泛的应用。
例如，可以用于生物样品前处理中的蛋白质、核酸等生物大分子的富集和分离。
在环境监测领域，可以用于水样中有机污染物的富集和检测。
在药物分析领域，可以用于药物的富集和分离。
此外，分子印迹材料还被广泛应用于生物传感、药物释放、化学传感等领域。
总的来说，分子印迹材料作为一种具有高选择性和特异性的材料，在化学分离、生物传感、药物释放等领域有着广泛的应用前景。
随着分子印迹技术的不断发展和完善，相信分子印迹材料在各个领域中将发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
分子印迹技术的原理和应用
分子印迹技术的原理和应用随着生物技术的不断发展和普及，越来越多的新技术广泛应用于生物医学领域。
分子印迹技术便是其中一种，它被广泛用于制备功能材料和药物筛选等领域。
今天，我们将谈论分子印迹技术的原理和应用。
1. 基本原理分子印迹技术是一种高效的化学分离技术，其中核心思想是根据模板的特定结构来制备选择性材料。
这种选择性材料可以识别并捕获与模板分子相似结构的分子，从而实现具有选择性的识别和分离。
通俗来说，就是“一碗水端平”。
为了实现分子印迹技术，首先需要选择合适的模板分子。
模板分子可以是蛋白质、核酸、糖类、酶类等生物大分子，也可以是小分子化合物。
然后，通过不同的方法将模板分子固定到聚合物上，形成模板分子的空位。
接下来，通过交联反应引入交联剂以固定模板分子的空位，并固定在聚合物中。
随后，可以将交联剂解除或破坏，以形成空腔。
最后，从聚合物中去除模板分子，留下特定的结构与模板分子相似的空腔，这些空腔即为分子印迹材料。
通过这些空腔，可以识别与模板分子相似结构的分子。
2. 应用前景分子印迹技术具有广泛的应用前景。
它在不同领域都有发挥作用的机会，例如：药物分离和纯化，污染物分离和检测，食品安全检测，生物传感材料，分子识别膜等。
药物分离和纯化：利用分子印迹材料可以提高药物分离和纯化的效率。
将分子印迹材料加入药品混合物中，识别和吸附具有相似结构的杂质，从而提高死亡排放率和质量。
污染物分离和检测：迅捷、灵活和定量地检测环境中的污染物是环境保护的一项重要任务。
分子印迹技术可以制备适合重金属和有机污染物的分子印迹材料，并且可以实现快速吸附和检测这些物质。
食品安全检测：食品安全关乎人民群众的身体健康，对食品中潜在的安全隐患进行快速有效的检测有助于风险的降低。
分子印迹技术可以检测食品中常见的添加剂和农药残留，通过制备高质量的分子印迹材料提高检测灵敏度和准确性。
生物传感材料：分子印迹技术可以制备具有高选择性、高特异性、高灵敏度和高经济性的传感器，这些传感器可用于生物、环境以及食品行业实时监测和检测。
分子印迹聚合物在分离化学中的应用进展-应化1102-凃杨-1505110612
分子印迹聚合物在分离化学中的应用进展应化1102 凃杨1505110612摘要:分子印迹聚合物是一种具有固定空穴大小和形状及有确定排列功能团的交联高聚物，具有专一识别性、亲和性、稳定性好、使用寿命长等优势，备受人们的青睐。
综述了分子印迹聚合物的制备以及在色谱分离、固相萃取、膜分离、毛细管电泳、传感器等领域的应用，最后指出了该技术存在的问题及其发展前景。
关键词: 分子印迹聚合物; 分离化学; 应用进展前言：分子印迹聚合物( Molecularly imprinted polymers,MIPs) 是指以目标分子为模板分子，将具有结构互补的功能化聚合物单体，通过共价或非共价的方式与模板分子结合，加入交联剂进行聚合反应，反应完成后将模板分子提取出来，形成一种孔穴大小和形状固定以及有确定排列功能团的交联高聚物。
分子印迹技术从出现至今，已有70余年的历史。
它最初源于20 世纪40年代Pauling提出的以抗原为模板来合成抗体的想法。
随后在20世纪70年代，分子印迹技术开始迅猛的发展，Wulff等进行了一系列开创性的工作,成功地合成了对糖分子具有选择性识别功能的MIP。
到1993年，Mosbach在Nature 上发表了有关茶碱分子印迹聚合物的报道，自此分子印迹技术成为国内外研究的热点。
每年关于分子印迹聚合物的合成及应用的论文数量直线上升，这与分子印迹聚合物的通用性、立体专一识别性、亲和性和抗恶劣环境能力强，稳定性好、使用寿命长等优点是密不可分的。
1分子印迹技术的基本原理分子印迹技术就是制备高分子聚合物的过程，该高聚物对目标分子(也称作印迹分子或模板分子)具有特定选择性。
该过程主要包括3个步骤:a.印迹分子和功能单体(Functional monomer)通过共价键( Covalent bond) 或者非共价键( Non-covalent bond)形成可逆的化合物或复合物( Complex) ;b.加入交联剂( Cross-linker) ，在一定条件下发生聚合反应形成具有三维网状结构的共聚物,并将该化合物或复合物固定在这种网状结构上;c.用溶剂洗提或酸解等方法洗去模板分子,在网络结构中留下一个与印迹分子在空间结构上完全匹配,并含有与模板分子专一结合功能的三维孔穴,即对印迹分子具有专一性识别作用。
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。
新型吸附材料在环境治理中的应用
新型吸附材料在环境治理中的应用在当今社会，环境问题日益严峻，成为了全球关注的焦点。
各种污染物的排放对生态系统和人类健康造成了严重威胁。
为了有效地治理环境污染，科学家们不断探索和研发新的技术和材料。
其中，新型吸附材料因其独特的性能和广泛的应用前景，在环境治理领域发挥着越来越重要的作用。
新型吸附材料具有高吸附容量、高选择性、可再生和环境友好等优点，能够有效地去除大气、水和土壤中的各种污染物。
常见的新型吸附材料包括活性炭纤维、金属有机框架材料（MOFs）、石墨烯及其衍生物、分子印迹聚合物等。
活性炭纤维是一种新型的高性能吸附材料，与传统的活性炭相比，它具有更大的比表面积、更均匀的孔隙结构和更高的吸附效率。
活性炭纤维在去除空气中的挥发性有机化合物（VOCs）、异味气体以及水中的重金属离子、有机污染物等方面表现出色。
例如，在工业废气处理中，活性炭纤维可以有效地吸附苯、甲苯、二甲苯等有害气体，大大降低了废气对环境的污染。
在水处理领域，它能够快速吸附水中的汞、镉、铅等重金属离子，保障水质安全。
金属有机框架材料（MOFs）是一类由金属离子或簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的新型多孔材料。
MOFs 具有极高的比表面积、可调节的孔隙尺寸和多样化的化学结构，使其在气体吸附与分离、污染物去除等方面展现出巨大的潜力。
例如，一些MOFs 材料对二氧化碳具有很高的吸附选择性，可以用于捕获和储存二氧化碳，从而缓解温室效应。
此外，MOFs 还可以用于去除水中的染料、农药等有机污染物，以及放射性核素等有害物质。
石墨烯是一种由碳原子组成的二维蜂窝状晶格结构的材料，具有优异的电学、力学和热学性能。
石墨烯及其衍生物，如氧化石墨烯、还原氧化石墨烯等，在环境治理中也有着广泛的应用。
石墨烯材料具有超大的比表面积和丰富的表面官能团，能够高效地吸附各种污染物。
例如，氧化石墨烯可以通过静电相互作用和ππ 堆积作用吸附水中的有机污染物和重金属离子。
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Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2019, 9(2), 129-135Published Online April 2019 in Hans. /journal/aephttps:///10.12677/aep.2019.92020Application of MolecularlyImprinted Polymer in WaterYushan Jiang, Linnan Zhang*, Yun JiangSchool of Science, Shenyang University of Technology, SUT, Shenyang LiaoningReceived: Mar. 17th, 2019; accepted: Apr. 1st, 2019; published: Apr. 8th, 2019AbstractThe molecularly imprinted polymer is a polymer prepared on the basis of molecular imprinting technology, which has specific recognition, simple operation and continuous operation. Firstly, the main preparation methods of molecularly imprinted polymers, including in-situ polymerization, blending, surface modification and electrochemical polymerization, were reviewed. Then the ap-plication progress of molecularly imprinted polymers in inorganic and organic components was introduced. Existing defects of molecularly imprinted polymers and future development prospects are also analyzed.KeywordsMolecularly Imprinted Polymer, Molecularly Imprinted Membrane, Heavy Metal, Organic Component分子印迹聚合物在水体中的应用蒋育杉，张林楠*，蒋赟沈阳工业大学理学院，辽宁沈阳收稿日期：2019年3月17日；录用日期：2019年4月1日；发布日期：2019年4月8日摘要分子印迹聚合物是以分子印迹技术为基础制备出的一种聚合物，具有特定的专一识别性，操作简单，可连续化操作。
首先对分子印迹聚合物主要制备方法，包括原位聚合，共混法，表面修饰与电化学聚合法进行了评述，而后介绍了分子印迹聚合物分别在无机组分和有机组分中的应用研究进展，分析了分子印*通讯作者。
蒋育杉等迹聚合物的现有缺陷以及以后的发展前景。
关键词分子印迹聚合物，分子印迹膜，重金属，有机组分Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言近年来，随着石油化工，制药行业，合成纤维，印染行业的迅速发展，各种含有持久性污染物的废水相应增多，它们进入水体给环境造成了严重的污染，含有持久性难降解污染物废水危害极大，特别是小分子的酚类，卤代有机物，芳香族化合物和硝基化合物和无机类重金属离子。
由于污染物具有毒性，传统的生物处理和化学沉淀方法和工艺往往不能很好地达到预期目的或根本无效。
分子印迹膜(MIM)是近年来最受瞩目的基于一种新型膜的分离方法，最大的特点是对特定的物质可以有针对性的吸附分离，并且可连续化操作。
在生物大分子分离，手性化合物的分离等方面有较大的应用潜力[1]，并已在氨基酸衍生物分离，核糖核苷酸分离，药物及手性拆分方面取得初步效果，而将分子印迹膜与分离膜复合，得到的分子印迹复合膜(MICM)，更是因为具有特定分子印迹专一识别性，操作简单，可连续化操作而具有广阔前景。
2. 分子印迹聚合物膜的制备方法2.1. 原位聚合将模板分子、功能单体、交联剂按一定比例混合。
在两块基板之间整体交联聚合得到具有一定厚度的分子印迹膜。
原位聚合操作简单，但制备的膜较厚，机械性能差且孔隙率低。
管萍等[2]采用原位聚合制备了红霉素分子印迹聚合物膜(MIPM)，以红霉素(EM)为模板分子，甲基丙烯酸甲酯(MAA)为功能单体系统研究了EM与MAA用量比、交联剂用量、引发剂种类和用量、洗脱时间等因素对印迹位点及膜分离性能的影响。
结果表明，当MAA用量为0.0461 mol，EM用量为0.724 mmol，交联剂EDMA与MAA摩尔比为5:1，引发剂AIBN与(NH4)2S2O8用量各为0.12 g，超声洗脱40 min时，膜中印迹位点数多，对红霉素分子的截留率达到55%以上，水通量达70 L/m2∙h以上。
为保证良好的识别性能，分子印迹聚合物(MIP)的交联度往往很高，高交联体系导致较大的传质阻力，形成的印迹膜通量都非常低，王小骥等[3]将Fe3SO4纳米粒子包裹入壳聚糖粒内，制备了能够选择性吸附Cd2+的磁性印迹壳聚糖颗粒，能够利用磁性分离的方式，在外界磁场的作用下方便快捷地与水体发生分离，从而实现对水体中重金属离子的移除与回收。
2.2. 共混法将模板分子、功能单体、交联剂按一定比例混合，区别于原位聚合法的是共混法是在聚合物材料中引入模板分子的识别位点，无需自由基聚合，然后将混合液刮涂在适当的支撑体上，再浸入凝固浴或惰性气氛中，而后对制得的膜进行洗脱去除模板分子，即得分子印迹膜，该技术也具有拦截其他非模板分子的功能。
Wei Liu等[4]以诺氟沙星(NFXC)为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，三羟甲基丙烷蒋育杉等三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂，采用本体聚合法制备诺氟沙星分子印迹聚合物。
并且通过共混方法制备了聚砜基质的印迹聚合物膜。
通过傅里叶红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)光谱分别测定并证实了诺氟沙星分子印迹聚合物的结构。
通过扫描电子显微镜(SEM)和组合方程实验研究了该分子识别膜的组合特征和机理，结果表明，分子识别膜对诺氟沙星具有较高的选择性。
2.3. 表面修饰表面修饰法即在已有商品膜的基础上对其进行表面修饰，通过光或热引发在膜表面进行接枝共聚，模板分子用量少，印迹位点可及性高，可大大提高分子印迹膜的通量。
吕春晖等[5]采用表面印迹法，以恩诺沙星为模板，甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂，在聚苯乙烯酶标板表面直接合成恩诺沙星分子印迹聚合物膜。
通过傅立叶红外光谱分析、电镜扫描、吸附平衡结合实验、Scatchard方程分析及吸附动力学实验对恩诺沙星印迹聚合物膜进行性能表征。
合成的分子印迹聚合物膜具有很好的印迹效果，对恩诺沙星有较高的特异性吸附，且传质速率快。
2.4. 电化学聚合电化学聚合通常用于制备传感器敏感膜，而膜与传感器的接触面是非常重要的，聚合法等技术制成的膜，厚度较厚，均匀性差，极大地影响了传感器的灵敏度。
采用电化学法制备分子印迹膜能使所得印迹膜与传感器界面较好的结合。
Liu W.等[6]将Au膜用作折射率敏感金属膜，与从光纤芯和用于电聚合(分子印迹聚合物)MIP膜的电极同时照射的光耦合。
制造的探针非常高的灵敏度，合成的MIP薄膜的表面形态和官能团通过原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外显微光谱(FTIR)表征，以进一步了解吸附和解吸过程。
鉴于低成本，无标记测试，简单的制备过程和快速响应，该方法可用于监测复杂实际样品中的物质，以便将来进行实验室外测试。
3. 分子印迹聚合物在水体中的应用3.1. MIP在无机组分分离中的应用垃圾无机物中的重金属类物质会导致严重的健康疾病，对人类的危害极大并被认为是最严重的环境污染物，尤其是镉，铅等长时间接触即使是很低浓度也会导致肾功能不全，心血管疾病。
而已经提出的大量消除重金属污染物的方法，包括化学沉淀、氧化还原法、电化学处理、膜过滤，吸附等[7] [8]，其中吸附方法由于其高效率，便利性，可以通过适当的解吸处理就能将吸附剂再生利用而受到广泛关注[9] [10]。
活性炭，树脂等。
然而吸附时间较长，吸附效率低，成本高，限制了它们的应用。
而分子印迹技术因其具有针对特定物质的选择性识别能力，具有高选择性低成本，耐用性，可重用性，得到广泛的应用。
刘坪鑫等[11]首次以异烟酸为功能单体，以Mo(VI)为印迹模板分子，以氨基化二氧化硅为支撑体，正硅酸乙酯为交联剂，采用溶胶–凝胶法制备Mo(VI)分子印记吸附剂，并采用索氏提取和酸洗的洗脱方法成功的达到了洗脱模板分子的目的，且符合吸附过程规律，首次回用后性能削减不大，对Mo(VI)去除率仍在90%左右，而再生5次后去除率仍保持在85%左右，仅下降约6%，且吸附剂表面形态结构经扫描电镜观察后变化不大，仍保持原有的表面特性，通过配位作用与目标离子相结合，从而形成分子印迹吸附点，达到选择性识别的目的。
Esen C.等[12]通过无表面活性剂聚合制备了聚(甲基丙烯酸羟乙酯-共-甲基丙烯酰谷氨酸) p(HEMA-MAGA)纳米球，并用于吸附水中的Cd2+离子。
通过无表面活性剂乳液聚合制备纳米球，通过测试实验表明Cd2+离子的吸附量随着PH的增加而增加，并在PH = 4.0达到一个最高值，p(HEMA-MAGA)纳米球可以重复蒋育杉等使用，在连续吸附和洗脱操作中不会损失其初始性质。
铅是电子行业、印刷电路板行业、铅蓄电池等废水中的主要污染物，由于钱的毒性和特性，所以对铅在环境中的标准要求很高。
Girija P.等[13]采用分子印迹技术，制备了一种新型Pb(II)离子印迹海藻酸互穿的聚合物网络(IPN)，用于去除Pb(II)离子。
在藻酸存在下，用丙烯酰胺合成Pb(II)离子印迹藻酸盐和N，N-亚甲基-双丙烯酰胺(NNMBA)交联的聚丙烯酰胺基IPN。
研究了基质对Pb(II)离子的吸附效率和对IPN 上的金属离子如Zn(II)，Cu(II)和Cd(II)离子的选择性的影响。
分离过程遵循吸附分离规律。