分子印迹技术优秀课件

2.4 分子印迹技术的特点
MIT之所以发展如此迅速，主要是因为它有三大特点： ●预定性（predetermination）
根据不同的目的制备不同的MIPs，以满足不同的需要。 ●识别性（recognition）
MIPs是按照模版分子定做的，可以专一地识别印迹分 子。 ●实用性（practicability）
它可以与天然的生物分子识别系统相比拟，例如，酶 和底物；抗原与抗体等。
3 分子印迹聚合物的制备
分子印迹聚合物是由印迹分子、功能基单体在交联剂等物质作用下 形成作用位点，相互聚合，发生反应，形成的一类具有特异选择识别 功能的物质。
图3.1 分子印迹聚合物制备过程示意图
3.1 分子印迹聚合物的制备要素
• 预组织法（共价法） Wulff 结合方式：可逆共价键 优点：空间精确固定排列 缺点：识别能力不够理想 形成复合物的过程缓慢
• 自组装法 （非共价法）Mosbach 结合方式：非共价键 优点：简单易行 模板容易除去 近似天然 缺点：印迹过程的轮廓不清晰
• 牺牲空间法 （两者兼备）Vulfson
2.2 分子印迹技术的分类
制备材料 模板分子 溶剂 功能单体
交联剂
强极性基团 高效MIPs 氢键基团 高选择性MIPs
促进作用 减小干扰 共价键型 含有乙烯基 非共价型 含有乙烯基和羧基 乙二醇二甲基丙烯酸酯
3.2 MIPs的聚合形式和方法
聚合形式主要有热化学聚合和光化学聚合两种 形式。 分子印迹聚合物的制备方法： ❖本位聚合 ❖原位聚合 ❖沉淀聚合 ❖悬浮聚合 ❖表面印迹 ❖电聚合
分子印迹技术优秀课件
1 背景介绍
分子印迹技术（MIT）的发展
1997年 Lund University 成 立分子 印迹学会
80年代后 Mos世纪80年代 Wulff 首次合成（形 成标志） Dickey 专一性吸附（萌芽）
20世纪40年代 Pauling 锁匙理论（ 理论基础）
表2.1 共价型和非共价型常用的功能单体
2.2 分子印迹技术的分类
图2.2 牺牲空间法示意图
2.3 分子印迹效果评价
分子印迹聚合物的选择识别性能优劣可以通过印迹因 子β来体现.印迹因子β 可以通过下列两式计算，
Kd Cp/Cs
β K d,I/Kd,N
Kd为静态分配系数，ml/g；Cp为吸附平衡时EGCG在聚合 物上的浓度，μmol/g；Cs 为吸附平衡时溶液中EGCG的浓 度，mmol/L；Kd,I 为MIP对EGCG的静态分配系数；Kd,N为 相应NIP对EGCG的静态分配系数； β 体现了印迹聚合物与 空白聚合物在分子识别上的差异， β 越大表明印迹效果越 好。
2.1 分子印迹技术的基本原理
图 2. 1分子印迹过程示意图
分子印迹技术基本原理： (1) 功能单体－印迹分子－结合 (2) 交联剂－固定 (3) 脱去－印迹分子
2.2 分子印迹技术的分类
分子印迹技术的分类主要是由其形成其聚合物的印迹分子
与功能单体之间的结合位点的作用性能来决定的，一般可
以分为以下三类：
表4.2 MIPs 用于模拟酶催化的应用
4.5 其他应用
控制平衡转移 分离副产物 组合化学库的放映技术
……
5 蛋白质分子印迹技术
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。
5.1 蛋白质分子印迹技术示意图
5.1 蛋白质分子印迹特点
（1）蛋白质结构灵活、构象复杂, 极易受到温度或环境的影响。从热 力学角度和实际操作过程而言都不易实现印迹。 （2）小分子印迹通常采用交联程度很高的材料来实现, 因高交联度可 保证单体材料结合于模板周围形成牢固的识别位点。然而, 高交联度材 料会阻止蛋白类大分子自由进出聚合物网络。 （3）传统小分子印迹材料往往在有机试剂中进行聚合, 而蛋白质在有 机试剂中溶解度低, 并在有机试剂中可表现出与生理条件下完全不同 的构象, 这种构象的改变对蛋白质的生物活性会产生很大的影响, 极有 可能在材料上留下错误的“印迹”。 （4）多数蛋白质印迹材料的构建是基于非共价印迹的原理, 即材料和 模板的结合是通过氢键、范德华力、离子相互作用和疏水作用实现的 。
分子印迹聚合 物对药物具有 特殊的选择和 识别能力，在 药物分析、手 性药物的分离 、富集和提纯 方向也有广泛 应用。
4.2 抗体与受体的模拟
抗体与受体的模拟主要体现在利用分子印迹技术以抗原为 模板合成抗体，而所制备得到的分子印迹聚合物在性质上 等同于生物抗体，具有很高选择性和特异识别性。可以有 效的识别记忆氨基酸、多肽、糖类、药物、蛋白质等天然 抗体的组分。
4.3 仿生传感器
生物或者化学的传感器都是有转换器和识别的元件组成的， 转换器会将各种参数的信号输出，一般采用的转换器是微 电子转换器。
表4.1 应用于 MIPs 传感器的分析和转换器
4.4 模拟酶催化
在生物中，酶以其高效性、专一性的特点在生命体中起到了至关重要的作用，这 些酶都是大分子，在生命体中所含种类较多，但含量较低，存在提取困难且不易 回收利用等缺点，利用这些人们根据分子印迹技术模拟酶做催化剂有效的解决了 这些问题。
分离领域 抗体与受体的模拟 仿生传感器 模拟酶催化 其他应用
4.1 在分离领域的应用
分子印迹技术用于分离领域
固相萃取
手性分离
膜分离
药物分析
血清中的茶碱 、口香糖中的 尼古丁、生物 样品中的三苯 氧胺、尿样中 戊双脒、牛肝 中三嗪类除草 剂的富集。
氨基酸、糖类 及药物等物质 的手性分离。
氨基酸及其衍 生物、茶碱、 莠灭净、肽、 阿特拉津、9乙基腺嘌呤等 。
3.2 MIPs的链引发方式和聚合方法
• 链引发方式 自由基引发 （低温光引发）
• 引发剂 偶氮二异丁腈 (AIBN)
• 聚合方法 大多采用封管聚合 印迹分子、功能单体、交联剂和引发剂按 一定比例溶解在惰性溶剂中然后引发
• 通过非共 价键将印 迹分子固 定。
洗脱后留 下的空腔 有特定选 择性。
4 分子印迹聚合物的应用
监测环境中的药物残留
1 背景介绍
分子印迹技术用途广泛
环境
医药
食品
分子 印迹 技术
仿生
军事
2 分子印迹技术
分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique， MIT）又称分子烙印技术或分子模板技术，是近年来集高 分子合成、分子设计、分子识别、仿生生物工程等众多学 科优势发展起来的一门新型的交叉学科。分子印迹技术来 源于生物学中的免疫学，是通过想要选择识别某一种物质 而进行聚合反应形成印迹聚合物的方法。