分子印迹聚合物的特性及其应用

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
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；
和性
2.适当的刚性 和一定的柔韧
性
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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。
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.
分的散聚聚合物合颗粒，但是步骤较
溶胀聚合
为复杂。
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
和引发剂，通
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南方医科大学
迄今为止, 分子印迹聚合物的制备大多集中在小分子化合物上, 对于生 物大分子化合物如蛋白、糖蛋白, 甚至整个细胞的研究进行得尚少。生物大 分子不仅结构比较庞大, 而且其本身的物理化学性质也有其独特之处, 这对 传统的聚合方法等都提出了挑战, 比较看来表面印迹方法似乎更适合于生物 大分子。
分子印迹聚合物本身范畴也在不断扩展, 印迹聚合物的制备已不仅限于 通过化学合成, 而且可以直接用生物大分子如蛋白质来制备, 可以预见还会 有其他新的方法不断涌现出来。分子印迹技术给我们带来了希望, 同时也带 来了挑战, 挑战我们的智慧, 挑战我们的科学奉献精神。相信只要我们孜孜 以求, 一定会取得令人振奋的成功
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
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。
模板分子
Zr(Ⅳ) Cd(Ⅱ) Pb2+ Th(Ⅳ)
参考文献
50 51 52 53
模板分子
有机磷酸酯杀虫剂 TNT
多环芳烃 对苯二酚
参考文献
45 55 46 56
六、分子印迹聚合物的应用
4、在天然药物化学和医药学上的应用
表3 2010年分子印迹技术在天然化学和医药学方面应用的 相关文献
模板分子
参考文献
六、分子印迹聚合物的应用
（1）有效成分的分离：
朱全红等，以长春碱为模板分子制备了长春碱MIP，并作为固相萃取的吸 附剂用于分离长春花提取物中的长春碱。结果表明，通过选择和优化上样、 淋洗及洗脱等条件，长春花提取物中的主要成分长春碱得到高效富集及分离。
（2）有效组分群的分离：
徐筱杰等以槲皮素为模板分子通过非共价印迹方法制备了槲皮素MIP， 该聚合物对槲皮素表现出特殊的识别能力，能将银杏叶提取物水解液中的槲 皮素及山柰酚分离，能从沙棘提取物的水解液中得到槲皮素及异鼠李素。说 明槲皮素印迹的聚合物不仅对模板分子具有很高的亲和性，对与其结构类似 的化合物山柰酚、异鼠李素也表现出较高的结合能力。
印迹 聚合 萃取
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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
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六、分子印迹聚合物的应用
2、在生物学上的应用
表1 2010年分子印迹技术在生物方面应用的相关文献
模板分子
参考文献
模板分子
参考文献
胆固醇
35
牛乳糖
39
葡萄糖
36
血色素
40
尿酸
37
雌激素
41
色氨酸
38
睾丸激素
42
六、分子印迹聚合物的应用
3、在分析化学上的应用
表2 2010年分子印迹技术在分析化学方面应用的相关文献
❖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。
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出现
模板分子
参考文献
咖啡因
39
利尿磺胺
42
木犀草素
40
扑热息痛
43
金鸡纳啶
Байду номын сангаас41
妥拉苏林
44
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扩展, 使人们越来 越清楚地看到分子印迹技术具有广阔的应用前景和深刻的理论意义。如模拟 酶的研究远不止制备酶本身, 更重要的是通过模拟酶的研究, 可以发现酶催 化的机理, 从而认识生命自身的化学和生物学过程, 继而有助于解决诸如寿 命的延长, 疾病的防治等一系列重大问题。
四、分子印把模迹板分聚子、功合能单物体、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
近都体年溶、于来引分发M散剂介I、P质分的中散，制剂体、备是溶系交把剂为有联模中均剂了板形相等合分成，洗很，子的脱得和复大等到功合得发的能物到块单与展所状体表需，聚在面粒合径而物的最经M粉I常P碎颗用、粒过。的筛本、包括：
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六、分子印迹聚合物的应用
（3）活性成分的筛选：
以已知活性化合物为模板合成相应的MIP，由于MIP上拥有和模板分子 构型类似的孔穴和相应的可作用位点，因此能特异性地吸附在此MIP上的 化合物往往是模板分子或与模板分子结构类似的成分，如将其用于中药及 中药复方体系，往往能筛选到与模板分子具有相同生理活性的成分。
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。
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四、分子印迹聚合物的合成
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
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。
（4）复杂样品的预处理以及目标分子的测定：
由于MIP具有的特异性吸附作用和良好的机械强度，常常作为固相萃取 的选择性吸附剂用于样品预处理，以分离、富集复杂样品中的痕量物质。
六、分子印迹聚合物的应用
目前阻碍中药走向世界的主要原因之一就是中药材重 金属和农药残留问题，MIT检测废水和土壤中的重金属和 农药残留的报道较多。由于MIT可同时实现目标分子的分 离与检测，选择性高，无论是作为色谱吸附剂，还是作为 传感器，都预示着其在中药材的重金属和农药残留的检测 方面具有良好的应用前景。
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