（分析化学专业论文）锰（Ⅳ）化学发光体系及分子印迹化学发光分析研究.pdf

锰( ) 化学发光行为及 分子印迹一化学发光分析法的研究 聂菲 摘要：化学发光分析法以其灵敏度高、线性范围宽、分析速度快以及仪器设备相 对简单便宜等诸多优点，在痕量分析领域显示出广泛的应用前景。但是，由于该方法 选择性比较差，使其难以直接应用于复杂样品中分析物的测定。因此提高化学发光分 析的选择性一直是化学发光分析研究中一项迫切的、十分有意义的工作。 分子印迹技术是近年来出现的一种可以制备具有对目标分子选择性识别能力的 聚合物的技术。由于分子印迹聚合物以目标分子为模板合成，其分子结构中含有和目 标分子高度互补的空腔结构，因而对目标分子表现出惊人的专一识别性。将分子印迹 技术应用于化学发光分析中，利用分子印迹聚合物对目标分子特异的识别和捕获能 力，将待测物质与复杂样品中的共存组分分离，而后进行化学发光测定，从根本上解 决化学发光选择性差的问题。 本论文分为两部分，第一部分为综述，第二部分为研究报告。 第一部分简要阐述了分子印迹的基本原理，着重总结了近十年来分子印迹技术的 进展隋况，主要包括聚合物的合成方法以及分子印迹聚合物的应用；综述了锰( 1 的 化学发光反应，主要涉及该化学发光体系的分析应用及反应机理。 第二部分为具体研究工作。发现了五个锰( ) 甲醛化学发光新体系，即锰( ) 甲醛酪氨酸化学发光体系、锰( ) 一甲醛一吲哚美辛化学发光体系、锰( ) 甲醛他莫昔 芬化学发光体系、锰( ) 甲醛吲哒帕胺化学发光体系、锰( ) 甲醛噻吗洛尔化学发 光体系，论证了这些方法用于化学发光分析的可行性；合成了吲哚美辛、他莫昔芬和 吲哒帕胺三种分子印迹聚合物，以分子印迹聚合物为识别物质，建立了测定这些物质 的分子印迹一化学发光分析方法，并已将这些分析方法应用于实际样品中吲哚美辛、 他莫昔芬和吲哒帕胺的测定中。 研究报告由五部分组成： 1 分子印迹一化学发光法测定吲哚美辛 建立了四价锰一甲醛一吲哚美辛化学发光体系，合成了吲哚美辛分子印迹聚合物， 并将此聚合物作为分子识别元件应用到化学发光分析中，建立了测定吲哚美辛的分子 印迹化学发光分析吲哚美辛的新方法。方法的线性范围为1 o x l 0 - 7 i o x l o g m l 线性相关系数为r = o 9 9 4 ，检出限为4 x l o g m l 。对5 o x l o 7 9 m l 的吲哚美辛溶液进 行7 次平行的测定，相对标准偏差为3 i 。 2 分子印迹一化学发光法测定他莫昔芬 发现锰( ) 氧化他英昔芬可以产生弱的化学发光，甲醛对这一化学发光反应有 较强的增敏作用。合成了他莫昔芬分子印迹聚合物，评价了它在水溶液中对他莫昔芬 的吸附选择性，将此聚合物作为分子识别物质应用到化学发光分析中，建立了测定他 莫昔芬的分子印迹一化学发光分析新方法。方法的线性范围为1 o x l 0 6 o x l o 。6 9 m l ， 线性相关系数为0 9 9 6 9 ，检出限为4 x l o g m l 。对5 0 1 0 。g m l 的他莫昔芬溶液进行 9 次平行的测定，相对标准偏差为4 1 。 3 分子印迹化学发光法测定吲哒帕胺 发现锰( ) 氧化吲哒帕胺可以产生弱的化学发光，甲醛对这一化学发光反应有 较强的增敏作用，探讨了这一化学发光反应的机理。以甲基丙烯酸为功能单体，乙二 醇二乙酸甲酯为交联剂，合成了吲哒帕胺的分子印迹聚合物，评价了该聚合物在水相 中的吸附选择性。以此聚合物为分子识别物质，利用建立的锰( ) 甲醛吲哒帕胺化 学发光体系，建立了测定吲哒帕胺的分子印迹化学发光分析方法。方法的线性范围 为2 o x l 0 8 5 o x l 0 - 6 9 m l ，线性相关系数为r = o 9 9 5 ，检出限为8 1 0 。9 9 m l 。对 5 o x l o - t g m l 的吲哒帕胺溶液进行9 次平行的测定，相对标准偏差为3 5 。该方法已 成功应用于尿液中吲哒帕胺含量的测定。 4 锰( ) 甲醛流动注射化学发光体系测定酪氨酸 锰( ) 氧化酪氨酸可以产生弱的化学发光，甲醛对这一化学发光反应有较强的增 敏作用，据此建立了测定酪氨酸的流动注射化学发光分析法。该方法检出限为 2 o x l 0 。g m l 酪氨酸，线性响应范围为8 0 l o 1 0 1 0 4 9 m l 。对5 0 1 0 - 6 9 m l 酪氨 酸进行1 1 次测定，相对标准偏差为2 1 。该法已应用于测定医用1 8 一氨基酸注射液 中的l 一酪氨酸。 5 锰( ) 一甲醛流动注射化学发光体系测定马来酸噻吗洛尔 锰( ) 与马来酸噻吗洛尔能够发生化学发光，甲醛对这一化学发光反应有较强的 增敏作用，探讨了这一化学发光反应的机理。建立了测定马来酸噻吗洛尔的流动注射 化学发光分析法。实验结果表明，该方法检出限为3 。o l o - t g m l - 马来酸噻吗洛尔，线 性响应范围为6 o x l o 1 7 2 o x l o g m l 。对5 o x l o 6g m l 马来酸噻吗洛尔进行1 1 次测 定，相对标准偏差为2 6 。该法已应用于马来酸噻吗洛尔滴眼液中马来酸噻吗洛尔的 测定。 关键词：f 毓( i v ) 化学发光分子印迹聚合物 分子印迹一化学发光 s t u d y o nc h e m i l u m i n e s c e n c eb e h a v i o u r o fs o l u b l e m n ( i v ) a n d m o l e c u l a r i m p r i n t i n g c h e m i l u m i n e s c e n c ea n a l y s i sm e t h o d n i e f e i a b s t r a c t ：i ti sw e l lk n o w nt h a tc h e m i l u m i n e s c e n e ef c l ) m e t h o di s a ni m p o r t a n t d e t e c t i o nm e t h o d ，w i t ht h ea d v a n t a g e so fl o wd e t e c t i o nl i m i t ，w i d el i n e a rd y n a m i c r a n g e a n d i n e x p e n s i v ei n s t r u m e n t s h o w e v e r , r e l a t i v e l yp o o rs e l e c t i v i t yo fc lm e t h o dl i m i t si t s a p p l i c a t i o n t od e t e r m i n ea n a l y t e si nc o m p l i c a t e ds a m p l e s s o ，i ti su r g e n ta n d s i g n i f i c a n tt o i m p r o v e t h es e l e c t i v i t yo fc lm e t h o d m o l e c u l a ri m p r i n t e dp o l y m e r ( m i p ) i sa ni m p o r t a n tm o l e c u l a rr e c o g n i t i o nm a t e r i a l a p p e a r e d i nr e c e n t y e a r s r e c o g n i t i o na b i l i t y o fs o m em i pt o t a r g e t m o l e c u l ew a s c o m p a r a b l ew i t hc r u d em o l e c u l a rr e c o g n i t i o ns y s t e m ，s u c h 船e n z y m et om a t r i x 。a n t i b o d yt o a n t i g e n ，r e c e p t o r t o h o r m o n e c u r r e n t l y ，m i p h a sb e e ns u c c e s s f u l l y a p p l i e di n e h i r a l s e p a r a t i o n ，s o l i dp h a s ee x g a c f i o n ，c h r o m a t o g r a p h ys e p a r a t i o n ，s e n s o r s a n di m m t m o a s s a y e t c 1 1 1 i s 血e s i si n c l u d e sar e v i e wa n dar e s e a r c hs e c t i o n 1 1 1 er e v i e wi n c l u d e st h eb a s i cp r i n c i p l e so fm o l e c u l a ri m p r i n t i n g p o l y m e r ( m i p ) ， h i g h l i g h t st h ed e v e l o p m e n t 淅mp r e p a r a t i o na n da p p l i c a t i o no fm i pi nt h er e c e n ty e a r s t h ec h e m i l u m n e s c e n c eb e h a v i o u ro fs o l u b l em n ( p c li sa l s os u m m a r i z e dh e r e i n 也e r e s e a r c hs e c t i o n ，f i v en e wc h e m i l u m i n e s c e n c es y s t e m sw e r ef o u n d w eh a v es y n t h e s i z e d m i p so fi n d o m e t h a c i n t a m o x i f e na n d i n d a p a m i d e a n dd e v e l o p e d t i l em o l e e u l a r i m p r i n t i n g c h e m i l u m i n e s c e n c e m e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no ft h e m u s i n g t h e s et h r e e i m p r i n t e dp o l y m e r s a sr e c o g n i t i o nm a t e r i a l t h er e s e a r c hs e c t i o ni n c l u d e sf i v e p a r t s i n p a r t o n e ， as o l u b l em n ( i v ) 一f o m m l d e h y d e i n d o m e t h a c i n c h e m i l u m i n e s c e n c e s y s t e m w a s f o u n d u s i n g a s y n t h e s i z e d i n d o m e t h a c i nm i pa s r e c o g n i t i o n m a t e r i a la n ds o l u b l em n ( i v ) 一f o r m a l d e h y d e i n d o m e t h a c i n a sd e t e c t i o n s y s t e m ，a n e wm o l e c u l e i m p r i n t e d c h e m i l u m i n e s e n c em e t h o do fd e t e r m i n a t i o no fi n d o m e t h a c i nw a se s t a b l i s h e d t h e r e s p o n s er a n g eo ft h i sm e t h o dw a sb e t w e e n1 0 1 0 叫a n d1 0 1 0 - 5 9 m lw i t hal i n e a r c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to f0 9 9 4 t h ed e t e c t i o nl i m i tw a s4 x 1 0 一g m l 1 1 1 er e l a t i v es t a n d a r d d e v i a t i o nf o r5 0 1 0 “g c m lo fi n d o m e t h a c i ns o l u t i o nw a s3 1 ( n = 7 ) t h i sm e t h o dw a s a p p l i e dt od e t e r m i n ei n d o m e t h a c i ni nu r i n es a m p l ea n ds a t i s f a c t o r yr e s u i t sw e r eo b t a i n e d i np a r tt w o ，i tw a sf o u n dt h er e a c t i o nb e t w e e ns o l u b l em n ( i v ) a n dt a m o x i f e nc a r l p r o d u c ec h e m i l u m i n e s c e n c e a n d f o r m a l d e h y d e c a l le n h a n c et h i sc h e m i l m n i n e s c e n c e l l i r e a c t i o n at a m o x i f e nm 1 pw a ss y n t h e s i z e da n di t s a d s o r p t i o ns e l e c t i v i t yt ot a m o x i f e ni n a q u e o u s s o l u t i o nw a se v a l u a t e d u s i n ga s y n t h e s i z e dt a m o x i f e nm i pa sr e c o g n i t i o n m a t e r i a la n ds o l u b l e m n ( i v ) f o r m a l d e h y d e - t a m o x i f e nc h e m i l u m i n e s e n c es v s t e ma s d e t e c t i o ns y s t e m ，an e wm o l e c u l ei m p r i n t i n g c h e m i h t m i n e s e n c em e t h o do f d e t e r m i n a t i o n o f t a m o x i f e n w a s e s t a b l i s h e d t h e r e s p o n s er a n g eo f t h i s m e t h o d w a s b e t w e e n l o x l o 。a n d 6 0 1 0 0 9 m lw i t h al i n e a rc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to fo 9 9 7 t h ed e t e c t i o nl i m i tw a s 4 1 0 一e m e t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nf o r5 0 x10 - 7 9 m lo ft a m o x i f e ns o l u t i o nw a s 4 1 ( n 2 9 ) i np a r tt h r e e ，ac h e m i l u m i n e s c e n c er e a c t i o nb e t w e e ns o l u b l em n ( i v ) a n d i n d a p a m i d e w a sf o a n da n dt h ec lm e c h a n i s mo ft h i sr e a c t i o nw a s p r e s u m e d a ni n d a p a m i d em i p w a s s y n t h e s i z e da n di t sa d s o r p t i o ns e l e c t i v i t yt oi n d a p a m i d ei na q u e o u ss o l u t i o nw a se v a l u a t e d u s i n gs o l u b l em n ( ) - f o r m a l d e h y d e i n d a p a m i d ee h e m i l u m i n e s e n e es y s t e ma sd e t e c t i o n s y s t e m a n dt h e i n d a p a m i d e m i pa s r e c o g n i t i o nm a t e r i a l ，as e l e c t i v e m o l e c u l e i m p r i n t i n g c h e m i l u m i n e s e n c em e t h o do fd e t e r m i n a t i o no fi n d a p a r n i d ew a se s t a b l i s h e d t h el i n e a r l yr e s p o n s er a n g eo ft h i sm e t h o dw a sf r o m2 0 x 1 0 。t o5 0 x 1 0 6 9 m lw i t ha l i n e a rc o r r e l a t i o nc o e f f i e i e n to f0 9 9 5 t h ed e t e c t i o nl i m i tw a s8 x 1 0 9 9 m l t h er e l a t i v e s t a n d a r dd e v i a t i o nf o r5 0 x 1 0 g m lo f i n d a p a m i d es o l u t i o nw a s3 5 r n = 9 1 i np a r tf o u r , i tw a sf o u n dt h a tt h er e a c t i o nb e t w e e nl - t y r o s i n ea n ds o l u b l em n o v 、 c o u l d b r i n gc h e m i l u m i n e s c e n c e f o r m a l d e h y d ec a ne n h a n c et h i sc h e m i l u m i n e s c e n c e r e a c t i o n b a s eo nt h i s p h e n o m e n o n ，an e wa n a l y t i c a l m e t h o df o rd e t e r m i n a i o no f l t y r o s i n e w a s p r o p o s e d n l e l i n e a r r e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e i n t e n s i t y o f c h e m i l u m i n e s c e n c ea n dt h ec o n c e n t r a t i o no fl t y r o s i n ei si nt h er a n g eo f8 。0 1 0 一 1 o 1 0 。g m l w i t hd e t e c t i o nl i m i to f2 0 x 1 0 g m l t h er s df o rm e a s u r e m e n to f 5 0 x 1 0 。g m ll - t y r o s i n e0 = 1 1 ) i s 2 1 t h em e t h o dw a s a p p l i e d t ot h ed e t e r m i n a t i o no f l t y r o s i n ei ni n j e c t i o no f a m i n oa c i dw i m s a t i s f a c t o r yr e s u l t s i np a r tf i v e ，an o v e lf l o wi n j e c t i o nc h e m i l u m i n e s c e n c es y s t e mf o rd e t e r m i n a t i o no f t i m o l 0 1m a l e a t ew a sd e s e r i b e d i tw a sb a s e do nt h ec h e m i l u m i n e s c e n c er e a c t i o no ft i m o l o l m a l e a t ew i t hs o l u b l e m n ( i v ) t h ee m i s s i o ni n t e n s i t y c a nb ee n h a n c e d g r e a t l yb y f o r m a l d e h y d e t h ep r o p o s e dm e t h o d w a sv e r y s e n s i t i v e s i m p l e a n d q u i c k l y t h e c h e m i l u m i n e s c e n c ei n t e n s i t yw a sp r o p o r t i o n a lt ot i m o l o lm a l e a t ec o n c e n t r a t i o no v e rt h e r a n g e6 0 x 1 0 2 o x l o 。g m lw i t ht h ed e t e c t i o nl i m i to f3 0 1 0 7 9 m la n dt h er e l a t i v e s t a n d a r dd e v i a t i o no f2 6 ( n 5 1 1 ) t h i sm e t h o dh a db e e n s u c c e s s f u l l ya p p l i e d t o d e t e r m i n a t i o no f t i m o l o lm a l e a t ee y ed r o p s k e y w o r d s ：m n ( ) ；c h e m i l u m i n e s c e n c e ；m o l e c u l ei m p r i n t i n gp o l y m e r ；m o l e c u l e i m p r i n t i n g c h e m i l u m i n e s c e n c e ； 学位论文独创性声明 y 7 2 8 5 g 0 本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西师范大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中 作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期 学位论文使用授权声明 本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西师范大 学。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西师 范大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其它指定机构送交论文的电 子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校 图书馆、院系资料室被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索； 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 作者签名 日期 第一部分综述 第一节分子印迹技术及其应用 2 0 世纪4 0 年代p a u l i n g 1 提出了抗体形成的“模板学说”，认为抗原物质进入 机体后，蛋白质或多肽链以抗原物质为模板进行分子自组装和折叠形成抗体。尽管 模板学说后来被“克隆选择学说”取代，但是却启发人们选取模板分子，去合成与 模板分子具有互补空穴结构的分子印迹聚合物( m o l e c u l ei m p r i n t e dp o l y m e r s ，m i p ) ， 后来这种对待测物质具有选择性识别能力的聚合物被成功的应用于色谱、膜分离、 传感器、固相萃取、模拟酶催化等领域。 一、分子印迹的基本原理 分子印迹聚合物的制各通常要经过三个步骤：( 1 ) 功能性单体与模板分子( 目标分 子) 的功能基在适当的条件下结合，形成复合物；( 2 ) 加入交联剂和引发刹进行聚合反 应，形成的聚合物将模板分子包合在内；( 3 ) 用一定的方法将模板分子从所得的聚合 物中除去，获得与模板分子相匹配的三维空穴【2 ，3 】。 按模板分子与功能单体分子在形成复合物过程中作用力性质的不同，m i p 分为共 价型和非共价型两类。共价型m i p 中，模板分子与功能单体通过共价作用形成复合 物，如形成酯f 5 】、席夫碱 6 】和金属配位化合物f 7 9 】等。共价印迹聚合物中，单体和 模板分子问的作用力强，复合物稳定，所得的印迹聚合物对模板分子具有高的选择性， 但印迹过程比较复杂，而且从聚合物中移去模板分子比较困难，同时其结合过程比较 慢。在非共价型m i p 中，模板分子与功能性单体通过弱的分子间作用力( 如氢键、静 电、疏水、偶极、离子、范德华力等) 形成复合物【4 】。非共价型印迹过程较为简单， 并可在较温和的条件下移去模板分子，其分子识别过程更接近于天然的分子识别系 统。 w h i t c o m b e 1 0 报道了同时利用共价和非共价作用制备的分子印迹聚合物，即通 过共价作用合成m i p ，但在分析中靠非共价作用识别和结合待测物。他们用4 乙烯基 苯基碳酸酯做功能单体，通过共价作用与目标分子形成聚合物，用碱水解时随着c 0 2 的失去而打开了功能单体与目标分子之间的共价键，此时m i p 上便产生了一个非共 价的分子识别位点，识别位点上的酚基可以通过氢键进行分子识别。 二、分子印迹聚合物的制备 依据分子印迹的基本原理，选择不同的功能单体、交联剂、引发剂以及不同的合 成方法，制备满足不同需要的m i p 是目前分子印迹技术研究的主要课题。功能单体、 交联剂、引发剂的种类以及聚合物的合成方法会影响m i p 对模板分子的特异性识别能 力。以下对合成m i p 常用的功能单体、交联剂、引发剂以及m i p 的制备方法作以综述。 1 参与聚合反应的物质 1 1 功能单体 一般根据模板分子的结构及官能团来选择功能单体。制备共价型m i p 常用的功能 单体有含乙烯基的硼酸, n - 醇以及含有硼酸酯的硅烷混合物等【l l 】。制备非共价型 m i p 常用的功能单体是以甲基丙烯酸( m a a ) 为代表的羧酸类物质。m a a 的羧基能与许 多官能团发生较强的分子间作用，如可以同胺发生离子作用，同酰胺、羧基、羟基、 醚等发生氢键作用。三氟甲基有强烈的吸电子效应，所以2 ( 三氟甲基) 丙烯酸的酸性 较强，用这种物质作为功能单体更适于碱性化合物的分子印迹1 2 ，1 3 l 。含氮杂环类， 如2 - 乙烯基吡啶、4 一乙烯基吡啶等作为单体，适合于酸性物质的分子印迹。在实际 中，也有将不同类型的功能单体混合使用，增加模板分子和功能单体之间作用力的种 类和作用位点的数量，以获得对模板分子具有更高选择性的m i p 。孟子晖等【1 4 】将酸 性的甲基丙烯酸和碱性的2 乙烯基吡啶两种功能单体混合使用，制各了对 d l n t e r t b u t o x y - c a r b o n y l t r y p t o p h a n 具有良好手性拆分作用的m 口。近年来还出现了 一些制备m i p 的新型的功能单体，v i d y a s a n k a r 1 5 1 等用c o ( i d - n ( 4 乙烯基) 苯基亚氨 基二乙酸作为单体制备的m i p 对d l 苯丙氨酸的选择因子可达1 6 5 ：a s a n u m a 1 6 等以 8 环糊精作单体制备了胆甾醇类大分子化合物的m i p 。 1 2 交联剂 乙二醇二甲基丙烯酸 酯( e g d m a ) 是目前常用的交联剂，近年来也有采用含三个 或三个以上碳碳双键的物质如三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯( t r i m ) 、季戊四醇三丙 烯酸酯( p e t r a ) 等作为交联齐u 1 7 。 1 3 聚合反应的溶剂 非共价型m i p 的制备过程中，反应溶剂的选择对分子间作用力的类型和m i p 的形 态影响很大。制各m i p 所用溶剂不但应对聚合反应的反应物有较好的溶解性，最好还 能促进模板分子与功能单体间的相互作用，至少应不干扰这种作用。在非共价型m i p 中，模板分子与功能性单体通过弱的分子间作用力( 如氢键、静电、疏水、偶极、离 子、范德华力等1 形成复合物。一般地，极性强的溶剂会降低模板分子与功能单体间 的结合，特别是干扰氢键的形成，生成的m i p 识别性能较差，故制备m i p 时应尽可能 采用介电常数低的溶剂，如甲苯、氯仿、二氯甲烷等。但是，由于实际应用中有时需 要合成的模板分子难溶于非极性溶剂，因此也有作者采用甲醇、水等高极性溶剂合成 了m i p ，此时模板分子与功能单体主要靠疏水作用结合 1 8 】。 在应用m i p 进行分析的过程中，受一些溶剂的影响，m i p 可能发生溶胀，结合位 点的三维结构发生改变，致使m i p 对分析物的识别能力降低。为避免溶胀发生，分析 过程中所用的溶剂最好与聚合反应的溶剂一致。 1 4 引发剂 聚合反应常用的引发剂是偶氮二异丁腈似i b n ) 和偶氮二异庚腈，聚合反应可在加 热或紫外线照射下引发。采用低温方式引发聚合，能使模板分子和功能单体形成的复 合物稳定性增加，适于制各热稳定性较差的模板分子的m i p 。 2m i p 的制各方法 分子印迹聚合物制各方法的研究主要围绕着两个问题展开，一是对m 妒的性能 加以改善；另一方面是实现在水相中制备分子印迹聚合物，以解决对水溶性分子、特 别是生物大分子的印迹问题，扩大分子印迹聚合物的应用范围。目前，分子印迹聚合 物主要有以下几种制备方法： 2 1 本体聚合 本体聚合是最常用的一种制备m i p 的方法。该方法是将模板分子、功能单体、 交联剂和引发剂按一定比例溶解在惰性溶剂中，然后移入一玻璃安培瓶中，超声脱气， 通氮除氧，真空下密封安培瓶，经热( 6 0 , 1 2 0 。c ) 或紫外光照引发聚合一定时间( 通常 2 4 小时1 得到块状聚合物，经粉碎、研磨、筛选等过程获得适度大小的粒子，洗脱除 去模板分子，经真空干燥后使用。这一方法操作简单，使用较为广泛。 4 2 原位聚合 原位聚合法是在色谱柱上或管内直接合成m i p 固定相的方法，由于其直接、简 便的特点，具有很强的实用性。m a t s u i 等人u 9 ，2 0 首先采用原位聚合法在液相色谱柱 中直接制得了连续棒状m i p 分离介质，使用前只需进行洗涤，手性分离的选择性可 达1 7 ，对位置异构体也有较好的分离效果：他们还用三氟甲基丙烯酸代替m a a 作 为功能单体，制备了烟碱分子的连续棒状型模板聚合物柱，分离性能有所提高，容量 因子达2 8 4 ，风可达2 4 。s e l l e r g r e n 2 1 采用改进的分散聚合技术，在玻璃管 f 1 5 c m x 3 m m ) 中原位制备了多孔m i p 。分散原位聚合技术也成功用于熔融石英毛细管 中固定相的制备 2 2 。何锡文研究小组 2 3 】使用r 1 ( 1 萘基) 乙胺为模板分子，采用了 原位聚合方法制备了具有空间结构的连续棒状模板聚合物。l i u 等用原位聚合制备的 印迹聚合物作为固定相，用毛细管电色谱测定了4 一羟基安息香酸( 4 - h b a ) 【2 4 】。 2 3 分散聚合 分散聚合是一种新的聚合方法，于7 0 年代初由英国i c i 公司的研究者最先提出 2 5 ，2 6 1 。该方法是反应开始前，单体、引发剂、交联剂等溶于分散剂中，分散剂的大 分子舒展在溶剂中，由引发剂引发聚合。当反应进行到一定程度后，商分子链生长到 一定长度就相瓦缠结在一起，在搅拌作用下逐渐形成完整的形状规则的微球析出。 y e 【2 7 等人首先采用分散聚合法制得了天冬氨酰基苯丙氨酸甲腊微球形分子印迹聚 合物。他们在具有化学惰性的全氟代碳化物分散体系中聚合得到粒径在l 2 5 1 x m 的 m i p 微球，并把该聚合物微球用于天( 门) 冬氨酰苯丙氨酸甲酯m a s p a r t a m e ) 昌1 产物 的分离中。s a y 2 8 】等用分散聚合法制备了c u ( i i ) 印迹聚合物微球 ( p o i y ( e g d m a - m a h c u ( i i ) ) ) ，这种粒径在1 5 0 - 2 0 0 i m a 的微球被用于溶液中铜离子的 吸附，显示出了很好的选择性。 2 4 悬浮聚合 悬浮聚合法通常是向单体、致孔剂和分散剂组成的混合溶液中加入引发剂，在搅 拌下经自由基引发聚合，产生球状不溶性聚合物。此法选用的分散剂通常是水。最先 报道采用悬浮聚合法制各m i p 的是m o s b a c h 2 9 研究小组，他们采用液态的全氟化碳作 为分散相，制备了系列l 一叔丁氧羰基苯丙氨酸( b o c l p h e o h ) 和d 叔丁氧羰基苯丙 氨酸( b o e d p h e o m 的印迹聚合物微球，并用h p l c 对其进行了评价。l a i 等 3 0 1 以水 作为分散相，采用悬浮聚合法合成t b e n z o a p y r e n e 的聚合物微球，由于聚合反应是在 水溶液中进行的，所得印迹聚合物可应用于极性环境中，这更能够满足诸如模拟酶等 实际应用环境的要求，同时产物的粒度也较均匀。 2 5 多步溶胀聚合 h o s o y a 3 1 ，3 2 等发展了多步溶胀聚合法。他们首先制备粒径为1 p m 的苯乙烯微粒 作为种子粒子，把该种子粒子制成的分散体系与活化剂、引发剂、表面活性剂制备的 微乳液混合，在一定的搅拌速度下实现第一步溶胀；然后将这种溶胀的分散体系加入 到交联剂、功能单体以及致孔剂和稳定剂组成的溶液中，在恒定搅拌速度下实现第二 步溶胀，最后加入模扳分子在氩气保护、恒定的搅拌速度下加热或光照引发聚合，制 成一定粒度的球型印迹聚合物。赖家平 3 3 】等以吲哚美辛为模板分子、碱性的4 一乙烯 基吡啶为功能单体，采用水溶液徼悬浮聚合法制备了用于色谱分离的微米级吲哚美辛 分子印迹微球。y o s h i y u k i 等 3 4 采用多步溶胀聚合法合成了粒度均匀的双酚a 分子印 迹聚合物微球。j u nh a g i n a k a 等【3 5 】用多步溶胀聚合法合成的分子印迹聚合物微球， 在极性条件下手性拆分氨基酸衍生物。 2 6 表面印迹聚合 表面印迹技术可用于制备识别金属离子和其他化合物的印迹聚合物。用于识别金 属离子的印迹聚合物是以多孔的硅胶树脂为基质，将金属离子与功能单体形成的配合 物通过缩聚引入到硅胶表面，除去模板金属离子后，在聚合物的表面留下可重新结合 该金属离子的位点。而用于识别有机化合物的印迹聚合物是将模板分子与金属离子形 成配合物，再使该金属离子与另一可聚合的功能单体形成配合物，然后将此配合物接 枝共聚到其他球形聚合物( 如苯乙烯树脂) 的表面上，去除模板分子后，在球形聚合 物的表面上留下结合位点。在这一方面y o s h i d a 和g o t o 等做了大量的工作，制备了许 多高亲和性和高选择一眭的m i p 3 6 - - 4 5 1 。 2 7 成膜聚合 m i p 膜可以用作分离材料或化学传感器的分子识别材料，因而在实际中有着广阔 的应用前景。分子印迹聚合物膜的合成有以下几种方法：( 1 ) 直接合成于传感器换能 装置表面，作为传感器的敏感材料；( 2 ) 将制备普通印迹聚合物混合溶液置于硅烷化 的玻璃片上，置此玻璃片于氮气中，原位引发聚合；( 3 ) 将含有羧基等官能团的聚合 物溶解于溶有模板分子的溶剂中，通过相转移制得分子印迹聚合物膜；( 4 ) 利用类似 于p v c 膜的合成法，将含有功能基团的聚合物与模板分子溶于强极性溶剂中，将此溶 剂置于玻璃器皿中，待溶剂挥发后得到分子印迹聚合物膜。k o b a y a s h i 等 4 6 1 将丙烯氰 丙烯酸共聚物溶于二甲亚砜中，加入模板分子茶碱于5 0 过夜。然后将此聚合物溶 液涂覆于玻璃平板上，浸入水中，聚合物凝结成膜。i c h i n o s e 4 7 等实现了超薄二氧化 钛凝胶膜上水性印迹识别二肽和三肽，他们还在二氧化钛凝胶超薄膜上印迹识别了氨 基酸衍生物，并且指出m i p 的手性分离因子随模板氨基酸分子链尺寸的增加而增大 【4 8 】。 三分子印迹聚合物的应用 m i p 以其优良的性能己在众多领域得到了广泛的应用。 1 分离 1 1 色谱 m i p 作为固定相填充到色谱中用于分离，尤其是在对手性物质对映异构体的分离 中应用较为广泛。由于m i p 与酶相比具有不受各种恶劣环境因素的影响而又具有与 酶相似的专一性和选择性，因而在分离对映异构体方面有其独到之处。m o s b a c h 等 4 9 】 最先将制备了t e r t b o c l p h e 的m i p 填充到色谱柱中用于色谱分离。他们还以s 一萘普 生为模板分子、4 乙烯基毗啶为单体制备了m i p 色谱固定相，用于分离结构类似的萘 普生、依布洛芬和开布洛芬 5 0 】。目前m i p 作为色谱固定相主要应用在高效液相色谱 ( h p l c ) * i 毛细管电色谱( c e c ) 分析中。 快速高效的c e c 与有一定预测能力的高亲合性的m i p 相结合将可能是最有前景 的色谱技术，尤其是在手性化合物及结构相近化合物的分离等研究领域中更有优势。 l i n 等 5 1 】首先将分子印迹技术与毛细管电泳结合起来，分离了d ，l 一苯丙氨酸。他们 还直接在毛细管里合成m i p 5 2 1 ，并将其用于电色谱分离氨基酸对映异构体。 m i p c e c 除了能对印迹分子的对映体进行分离外，还可以对与印迹分子结构相似的 化合物的对陕体进行手性分离。s c h w e i t z 等 5 3 ，5 4 1 在( s ) 一罗匹维卡因柱子上对局部麻 醉剂药物罗匹维卡因、甲哌卡因、丁哌卡因的对映体进行了分离，以( r ) 一萘心安作为 印迹分子的m i p 柱对萘心安及其结构同系物吲哚心安、氨酰心安、对羟苯心安的外 消旋混合物进行了手性分离，结果表明m i p 柱具有较好的分离效果。用分散聚合方 法f 5 5 】，以戊烷脒为分子模板合成的m i p 毛细管柱，可以成功地分离结构相近的戊烷 脒和苯酰脒。有关m i p 在色谱中的应用见表1 ，表2 。 表1m i p - h p l c 的应用 ，a ， f ：i ：i f 1j 1dl-henyl l a n i n e 5 65 7 1 d l - t r p l 3 0 , 6 1 d h e n y l a l a n i n e【5 8 】h - d l - t r p o e t l ，9 , o i j h - d l - p h e - o e t 5 9 ，6 1 a c - d l t r p - o m e 6 2 】 h d l d n h 2 p h e o e t h d l - p h e - n h e t h d l p h e - n h p h e h d l - p h e - n m e p h e h d l - m e 2 p h e - n h p h e b o c d l p h e o h d a n s v l d l - p h e o h f m o c d