（高分子化学与物理专业论文）分子印迹聚合物的合成和识别机理的研究.pdf

孛文摘要 中文摘要 分子印迹技术是一门新兴的分子识别方法，分乎印迹聚合物( m o l e c u l a r l y i m p r i n t e d p o l y m e r s ，m i p ；) 袁分寓、务辑、催纯等领域蠢着广泛秘应用蘸景。人 们对分子印迹过程中的非共价作用及分子识别机理已经进行了许多有益的尝 试。总体来讲，这方面的理论研究还处于初级阶段，尚不成熟。 苓课题分裁以笨丙氨酸稽生耱争甲氛苄氨嚷啶楚印运分子，稻备了印违聚 合物，探讨了分子印迹聚合物( m i p 。) 的分子识别机理及制备m i p 。优化条件的 选择。 冬磋士论文主要内容： ( 一) 绪论综述了分子即迹技术的研究现状、蕊本理论、m i p 。的制备方法、 应用领域以及来采展望。 ( 二) 合成了l 及d ，l n 。3 一镌啶慕一笨丙氨基酸胺；娃l n ，3 一皖啶基一笨 雨氨基酰胺为印迹分子、甲基丙烯酸为功能单体、蒜甲基丙烯酸乙二醇酯为交 联勰制备印透聚合物。采用嵩效液相色谱方法，平衡结合实验警，研究了 # 鼹 价爱印透适程申的分子识剐行为，探讨了印透分子、功能单傣、交联剥摩尔如 例时m i p s 识别性质的影响 ( 三) 以l n 3 一吡啶基一笨丙氨基酝胺为印迹分子、甲基雨烯酸为功能摹 体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联裁，农不瞬酶；l 发条停聚舍温度) 下稍静 印避聚合物。采用高效液相色谱( h p l c ) 方法、红外光谱技术、扎参数测定、 s e a t e h a r d 分撂、串衡结合炙验等，揭承了分子识别机理争底物的缝合性质，为 令麝琏一步开展分子印迹技本基本问题的研究提供了实际经验 ( 四) 首次利用三重氢键作用通过沉淀聚合的方汝制备了甲氧苄氨嘧啶的微 球形印迹聚合物 2 0 a ，传质阻力小，分子容荔接邋位点；孔径 2 0 a ，传联隘 力慢，分子靠近能点变得困难在聚合物中分布的大郯是较小体秘的孔。不同的 聚合物溶驻性会蠢差舅。由予聚合反应的不彻底牲，经鬻会有来菠应豹双键程在 予聚食物网络结构中，这可黻塌红外光谱检测，例如以m a a 做功能单体，在l ：外 光谱网1 6 3 8 c m 叫处可以观察刹朱反应的c = c 的伸缩搬动峰。 2 3 僚点的性质 分予印迹技术的特点之一是识别位点处识别能力的不均匀性。正如聚合物中孔 豹尺哼楚令分森范强一捞，识嬲巍点按篡识蹒能力鹳蕊低也存强整一令分匆爨 围。一般认为在非共价型印迹聚合物中大部分都是低綮台性位点，仅有少量高潦 合性的位点。 巍菲共徐型印避技零中，谈爨经点不鞠匀蛙豹本矮在于：1 ) 出予聚合物燕一 种无定形的高分子，使位点不w 避免地量现非均一性。这种情形焱似于免疫学上 6 第一牵绪论 抗体的多克隧制备；2 ) 功能单体印逊分予形成复合物的过程中，由于复合物形 式的多样往会加强了位点静簿均一往。实际的可麓清凝是功能荤体大部分鼓舀由 分子或二聚馋形式存在。没蠢蠢印迹分子产生 乍矮，只骞郝分印遮分予在聚合物 内产生了识别位点。运用l a n g m u i r 吸附等温线可以估计位点数量的多寡和位点亲 合性的大小，方法是对吸附等温线进行斯卡雀德( s c a t c h a r d ) 分析，从曲线的斜 率和截踞分剐得出平衡离解常数和最大吸附墼。 2 。4 影豌分子印遮聚合物分子识别装力瓣疆豢 分子印迹聚裔物的专一性是分子印迹聚合物从几种分析物中区别地识别特寇 目标分子的能力的量度。在实际应用过程中有关分子印迹聚合物的分子识别的影 响因素楚很复杂的，然而最基本、最耄要的是识剐位点的专一性的强弱。在自缀 装鍪印迹遥程中，印邃分子与凌缒鼙体形成酶复合麴鹣稳定性毅及磊续豹鬻舍爱 瘦决定了位点鞠专一撼强度。其次，聚合步骤中所用嬲溶刹一致孑l 剂对位点的识 别能力也有不可忽视的影响，致孔荆的种类的不问或性质的差异会引起功能基团 之间专性相互作用力的增强或减弱。另外，其它因豢例如检测及聚合温度、压 力均会彩响捌分予印迹聚合物的谈剐效采。 2 。4 1 印迹分子一功能单薅魍互馋用强度 印迹分子与功能单体阃的作用方式一般分为共价键作用和非共价键作用，人 们对非共价作用研究较多。在自组装方法中应用的功能单体及其作用类型见表 1 i 。 聚台藏绩裁攀季搴与窜邃分子之闺产生豹糖互 乍惩键使二者形浅复念兹，复合 物的结构也裁大致决定了使点的结构。由于自组装过程相擞复杂，在预聚除段溶 液存衣着单个分子离子和锫种形式复合物的平衡，因此强烈的专一性作用有利于 稳定复合物的形成，也就掇高了识别位点的数量。而且一般认为二者之问作用力 数量越多，位点盼识剐性也就越好，若只存在一个作稽力，位点的谈籍能力会徽 蓑，商两个或三令律用力辩位患韵谈嗣畿力大大璜糖。8s r j es e l t e r g r e n 等扶 l * p h e n y l a l a n i n ee t h y le s t e r 秀始，对一些基疆交缘，臻究了 乍瘸力数蘩程强渡对印 逖效果的影响。l p h e n y l a l a n i n ee t h y le s t e r 傲印迹分予对，与功能单钵m a a 豹作 7 第一章绪论 表1 1 自组装方法中应用的功能单体及其作用类型 功能单体作用类型 英文名称结构式 r a c r y l l ca c i d 洲 离子作用 o 氢键作用 v i n y l b e n z o i ca c i d s仅酬 离子作用 氢键作用 v i n y l p y r i d i n e s 离子作用，氢键作用 电荷转移 c = = 离子作用，氢键作用 v i n y i i m i d a z o l e s ( “ 金属螫合 u - - - n n h 2 a c r y l a m i d e s鞑 氢键作用 v i n y l - i m i n o d i a c e t i ca c i d s 气厂、厂洲 沙、- - - c 0 0 一金属螯合 o a m i n o - m e t h a c r y l a m i d e s寸一离子作用 r = h ，c 2 h 5 a c r y l a m i d o - - s u l f o n i c 冒 a c i d s目小s 。3 h 离子作用 用力有酰胺氮原子的离子作用、羰基氧原子弱的氢键作用，此时分离系数a = 1 3 ； 引入一个芳香氨基增加一个氢键作用，分离系数a = 1 8 ；或用酰氨基代替酯基 只使氢键作用强度增加，口= 2 0 ：继续把酰胺基的氮原子上的一个氢原子用苯环 取代，a 提高到3 7 。 选用更强碱性的印迹分予或更强酸性的功能单体会使二者之间的离子作用增 强，二者的酸碱性差别越大，产生的离子作用越强烈。t o s h i f u m it 等f 1 9 1 首先以 更强酸性的功能单体三氟甲基丙烯酸与尼古丁作用，实验得到的印迹聚合物比以 8 第一章绪论 甲基丙烯酸为功能单体制得的聚合物具肖更好的识别能力和更强的色谱保留能 力。 2 4 2 印迹分子功能单体摩尔比例的影响 麓各牵透聚会耱豹第一步逶零是撬绽翻迹分子动麓蕈镄豹藏尔毙镄，魄铡蘸 高低会对识别位点的数量和选择性的大小起着重要的影响。m o s b a c hk 在这方耐做 了许多优化工作，表明为了爆可能地提高溶液中主客体配合物的浓度，印迹分子 凌黢肇俸浆蓖铡黧少为1 ：4 搏 ，嚣藏大懿鞋梵篦裁祭傍会成露迹蒙合穆。毽是h a u p t k 等的研究表明，即使印迹分子功能单体比例达5 0 0 0 ：l 时，m i p 。仍有一定的特 异性l 。9 1 。 h a n k a ns 。a n d e r s s o n 等1 2 0 1 袋爱h p l c 溪定尼吉t ( n i c o t i n e ) 瓣窝透聚台秘愆 尼古丁和4 ，4 - b i p y r i d y l 的混合溶液中的尼古丁的识别，发现在尼古丁和m a a 摩尔比例为l ：4 翳寸印迹聚合物的分子识别能力最好。功能单体的爨低于这个优化 摩尔魄铡意昧蓑形成稳定复会物懿数量躐少；功能攀钵鹣量若大大菇于往纯比例 一熊极限情况即照非印迹的聚合物，没有识别性的位点形成一当然选择性不高。 王进防、周良模等人研究了m a a + 2 一v p 的复合功能肇体体系，发现n ( 印迹分子) ： n ( m a a ) ：i q ( 2 - v p ) = i ：8 ：8 戆摩容繇饲下褥到麓手往固定穗戆瓣分链力最滋。 而谯浚摩尔比例条件下制得的n - t e r t b o c + l 。t r p 印迹的m i p s 对其相应外消旋体的 拆分却很差f 2 1 1 。 2 4 3 致孔剂的影响 选用致孔荆最基本的原则是对印迹分子要有良好的溶解性，不同的印迹分子 可麓篱要不同的溶裁。 改变致孔剂的用量或种撩可控制聚食物的形态( 如图1 9 所示) ，一般情况下 制褥 l 句分子印遮聚合物其有大孔或中孔的结构。s e l l e r g r e nb 等人仔细研究了不嗣 溶裁对聚合物形态的影晌，络莱表鹱聚会扬的形态随溶裁的稀类不同而改变1 2 2 i 。 d a n i e lj o s h a n n e s s y 等人研究了l p h e n y l a l a n i e 的印迹聚合物，发现溶剂由己腈 变必氯仿，聚合物由太孔，中秘( 5 0 - - 6 0 0 m 2 毽) 变为微礼结构2 3 】；粕洪声等对微球 形4 氨基曦啶分子印迹聚食物的研究袋明聚合中己精携用量对粒子的形貌鞠犬 9 第一露绪论 小有糟屡著的影响，当乙腈的缀7 5 m l 时，所得聚合物的粒径不均匀，形状也不 蔑劐，蘧己藕霹豢增掇，产生球形粒子虽较衽逐澎均匀f 2 舶。 m n c r o p o r o u sm o n o l i t hm a c m g e ! p a r t i c l e sm i c r o g e l s 瑟1 9 致魏裁用量黯聚合耱形态酌彩璃 程敷魏裁豹存在下，蘧聚会反瘟豹避背，握分离逐瀵产生，除搏致魏裁薅， 在聚台物串整下了徽狂结稳，这种徽琵可瓣溶裁静不疆瑶发生变形。研究表弼这 种改变对分子识别是相当不刹的：除了孔的结构可敲艘生变形外，幽于印迹分予 载稳定梭象爵戆隧溶裁毪曩不阕逛发生交纯，导致冀与臻迹强灾躲嚣配方式发生 偏蓑。为了遮魏蠼健酶分予谈髓效采，赢续酶结合突验一般都戳聚台时所霜的致 孔剂为溶剂。 溶裁除了簸海致魏裁控魏聚合耪翁形态，弱酵菝剃了嚣共圣 馨躁力麴强瘦。 一般认为致孔粼的极性越强，非共价 笮甩力淆弱得越掰害，位点的识掰能力越罄。 为撮黼作用力的獭度，致孔荆最好选择介电常数较小纳溶剂，像甲笨、氯仿镣。 贯一方嚣，在诲雾生黎谖鬟体系串超主要蘩雳熬蘸隶效应受萁影嗣聂菇耪爱。尽 管专一往和方向住极差使褥疏水效应很难拄销，疏术散应和离予作糟等结合遥楚 可以制备具有选撵性的印迹聚合物，在仿生体系中经常利用这种方法。溶剂的性 蒺不褪影瞧了爨金过程，氇彩旗癸嚣续翁谈翳蓬程。采溪较爨毂链秘溶裁会鼹蕊 选择性( 以分离系数口表示) ，当溶剂裱他增加时会逐渐降低选辑性。然而，情况 并不总是这样，如前所述，由予疏水效臌的影响，予低极性溶剂中制备的m 1 p 。程 系溶滚孛遣琵获褥缀赢熬努予谈爨蕤力，菇豆蓬萋隶穗浓凄蘸增大分子谖搿麓力 增强。 第一章绪论 2 4 。4 交联剂的种类及用量 印浚聚合镌酶捺分麓力与交联裁的静类莘器羯量毒缀大关系。聚合貔需要是够 的机械稳定性以便在洗涤除掉印迹分子后留下的孔穴能维持既定的三维结构；另 一方面，又需要一定的柔韧性，以便在重新结合底物的过程中使解离与吸附快速 达羁平德，这两令方嚣是穗互矛詹翡，因馥游妥箨绥煞傻佼，鞋便满足分裹、语 别的要求。 二乙烯苯制各的聚合物热稳定性较差，谯7 0 c 使用一定对间后，选择性降低； 二罕慕瓣烯酸霆妥翠基蘸佟交袋潮露由于镰瓣柔朝佳裔，不麓较好的维持藐穴懿 结构。疑研究，由e g d m a 制备的m i p s 都具有优良的热和机械稳定性，再加之价 格低廉，目前已被广泛应用。 图1 1 0 交联剂粥量对印迹聚合物识别能力的影响 一般铡各m i p s 罄采爰e g d m a 睾交联舞i l ，选蠲瓣袋佳摩尔琵锲为窝透分子 功能单体交联剂= l ：4 ：2 0 2 5 1 ；蒋选用三羟甲基丙烷三甲錾丙稀酸酯则为1 ：4 ：4 1 2 6 t 。 如用印迹聚合物拆分d ，l 甘褥毗喃糖苯游时，从图1 1 0 可以瓣出当交联剂 e g d m a 浓度诋予1 0 露，孑l 穴的形获不熊錾定，聚套物没寿选耩羧；交联裁浓 度在1 8 时，聚合物就显示了分子识别能力；当交联剂在6 0 左右时，分离系数 d 值已达3 0 ，在9 0 时雄达3 7 。 幕一掌鲻论 2 4 5 温度 一般谈为在瑟聚狯段暴露较低鹭瀣疫会键透露逮努子帮臻囊蕈棒润影或委稳 定的裁合物形式，从而增强了俄点的专一性及提高了识剐位点的数鬣，以便获得 良好的印迹效果，尤其当印迹分子对热敏感不稳定时低温聚合显得更加重要。 d a n i e lj 。o s h a n n e s s y 等 2 醒醑窕了己一苯露氨慕蘸鸷苯黢程不嚣聚舍瀑瘦下露逛聚合 物的识别能力的变化，发现眈偶氮二异庚腈( a b d v ) 在4 0 c 的条件下制备的m i p ； 比以偶飙二异丁腈( a i b n ) 在6 0 c 时引发聚合得到的m i p 。的手性拆分能力要好 霉多。 热处理方法对聚台物的位点识掰性能谢肖着较为重蕊的影响。c h e n 等f 2 7 1 以l 一 苯丙氨旗酰替苯胺( l p a ) 为印逊分子，制铸了用于色谱固定相的m i p s ，并在5 0 、t 2 0 、t 4 0 、1 6 0 遴嚣热整理磊，笈甄1 2 0 c 帮1 4 0 c 整理过浆m i p ；楚毛 型旋光辩构体保留时间比对d 溅旋光异构体保留时间缩短得多一些，而在1 6 0 c 处理后的m i p s 已缝不能拆分d ，l p a 豹外消旋体。 2 4 6 色谱条件 魁游对m i p s 的鞠迹效粟最为常用豹分树学段是采用糍效液捆色潜( h p l c ) 方 洼，常勰煞参数蠢分离系数盘、容量嚣予盂帮毒岛、分离度r s 。题落蜂一蔽帮蹙 非高蛳对称的，所以常用分离累数口衡量分离的效果；固定相和d 裂对映体之f i j 】的 相互佟髑力强瘦越大，容量困予置0 越大：发之固定耜鞠l 型对殃体之间豹楣互 萝 矮力强度越大，容嚣嚣子k 2 越大。在色谱条律戆选择中流动穗投秣、洗驻溢囊、 流动相流速以及谶样量的变化都会对手性围定相的分离能力产生影响。 1 ) 出子离亲台性的位点数壁极其有限。焱离效液摆恕谱势辑孛对秘迹分子豹分 离鼹力在进撙量较，j 、辩强蒸地蔽霏透稃量麓大，j 、，随避榉繁静增搬分离麓力逐速 降低。假h a n k a ns 。a n d e r s s o n 铎 2 0 1 采用h p l c 测定尼古丁( n i c o t i n e ) 的印迹聚合 甥对照赘丁翻4 ，4 一b i p y r i d y i 的混台溶液巾鹣遐去丁的识躺磅究孛发臻蘧进群量 靛堙热掇高了手链固定耱酶对秘迹分子煞分离麓力。 2 ) 流动相的极性对分离效粱有较大的影响，有时可掇高酸度减辍色谱峰的脱 趸装貔。铡翔，戳m a a 为功缝单体裂各豹l 一苯嚣氨綦畿替苯跛窝迹聚含饕在甄 酶p h 馑孵，选择程狠毒，当p h 僮大于露避努予靛p k 。瓣，选择毽避速降低：流 1 2 第帝绦论 动相的p 值接近p k 。值对，容鬣因子达最大谴1 2 ，j 。 3 ) 柱懑也是高效滚榛色谱分辑中一个羹耍戆考虑霞豢，随着流秘糟湛度斡升“ 高，依赖于功能基团和分析物之间具体作用的机理，对外消旋体的容墩因子及手 性固定姻的分离能力肖不同的影响。 韵离入在c 矗p 露透聚台秘焱手褴罄定楗懿色谱棱上鹾究了流速对c a p 及冀嚣 种类似物的混合物分离效果的影响，尽管印j ；c 6 因子( i m p r i n t i n gf a c t o r ，- k i 。k 。) 随羞流谜的增加丽增热，分离浆数破化并不显著。为了使分橱物和潮定相之剃的 瘁霜尽霹能翡达到乎衡凌态，嚣臻选择适当酌滚速。 旃兰节分子识别过程中的热力学研究 分子印迹技术怒一门新兴的边缘学科，张分子识剐避程热力学研究有关的文 献并不很多。一些料研人员已缝在这些方嘲做了一些有藏的尝试。 现在一般谈为在第一令凝态帮萼l 发聚合魏翁“p r e a r r a n g e m e n t p h a s e ”是一个动 态平榭。印迹分予与功能单体形成复合物的程度由每种印迹分子与功能单体作用 产生的自出能变化决定，热焓效应和熵效应决定了平撕状态，即复台物的稳定性。 在开始聚合对，体系孛存在兹是露迹分子功裁蕈薅多释复台錾形式熊平鬻劳稚。 m c h o l l s l 2 8 认为分子印迹聚含物与印逑分子之闻的识别是受热力学定律控制 的，功能单体与印迹分子之间彤成配合物的自由能改变由下式计算t 鼠i t f g 壮r + g f 0 尹g h + 瓯i b + g r 一岱v d w 式中g b i 。d 是形成配台物时g i b b s 自由能的淑变：g 。是分子位移自吐l 转动时损失的 自由能：g ，是分予内旋转被“冻结”( f f o z o n ) 对损失姻自由能；g h 是疏水性棚 互铎露畦获褥静囊漱髓；瓯海楚蓬透摄裁方式靛叁盘憝：g 。是疆辍熬嚣薅熏墓鹣 自由能的贡献：g 。f 是由构烈变化引起的自由能改变；g 。d 。是由非徽德华力相氨 作用肘攥失的自由熊。由此可见，m i p 。是个极其复杂的体系。 当m i p ；矮子h p l c 嚣霞定撞霹，爵缀撵聚台兹熬色谱豫餐毪矮，壹v a n t h o f f 荚系推算热力举性质。v a n th o f f 方程为： 1 3 第一襞绪论 i nk = - a h r t + a s r + i n 毋 垆是裰体积篦，r 为气体蒂数，霹鞋觚曲线熬线注部分袭褥a h 和a s 。毽是这群求 得的数值是一个复杂过程的总和，包括：溶质一位点的溶剂化和去溶剂化作用 未溶剂化的溶质和彼点之i 自_ | 的作用，被吸附的溶质的溶剂化作用，分子或功能圈 构象鹃变亿，多重平衡蕊存在浚及复杂酶魏港徐餐辊毽。装鞋i ng 对l 玎骰蚕，刘 剔除了所有与色谱保留无关的过程，而得到拆分的动力学信息方程为： i n 口= 。a h r t + a a 踟t 逶j 羹= 测定不同瀑发下懿容爨嚣子k 翻分离系数d ，黻i nk7 窥i n 疗分巍露i t 做图，线性回归后可以得到两条直线，斜率分别为一麒低和一胍。截踞分 别为a s r 和a a s r ，从两可以求得对殃体与手性固定捆相互 乍用的自由焓h 及 其羞穰嚣、熵变a s 及其羞麓s 【2 9 1 。匿酌绝对僚越大，说明样品与固定 相的总作用力越强；s 的绝对值越大。则表明样品与嘲定相作用时的构象变化越 大。一对对映异构体与手性选择基强豹 乍兵l 点越多，佟瘸强度差谯越丈，科 静绝对镳越大。s 的绝对德越大，赠表嘲一对对映舅搦体在与功麓基团作嗣醇， 两个对映体与功能熬团之间的匹配性差别越大两者形成复合物的有序性的增加 程度差别越大。因此，通过考察滠度对手性分离的影响，可以计算出聚合物在对 外漕旋体进彳亍手惶分离过程中酌些燕力学参数，献露辩手往分离j 毫程有更加深 入的了解。 l i n 等3 卜”1 将m i p ：填充荛缨营电色谱，羚诗算了手饮分离过程豹a 厶酽、6a 矿。s e l l e r g r e nb 等1 3 6 1 的研究发现印迹分子的色谱峰的不对称因子与谶样量有很大 关系而与流速基本无关，非线性的等温吸附曲线是该体系谱带展宽的主要原因， 并遴一步磅究了对欺体在m i p 。土豹热力学悭矮5 3 7 1 。缝织发瑷在一定熬条释下v a n t h o f f 曲线只霄在高温部分= = 4 。呈线性关系，迸祥量对曲线的影响不是很大，丽 流动相的p h 值对曲线的影响则较大。王进防、周良模镰人采用丙稀酰胺一2 一乙 爝基曦啶复合碱瞧功辘萃葵锈繇了氨基酸愆生臻韵m i p 。，考察了温漤j l 幸分子露遗 固定桐的手性拆分能力的影响，计算了手髋拆分过程的热力学参数，擞明此m i p 。 对外消旋体的分离是一个焓控制的过程，随着温度的升高。样品的容量因子和分 离系数均减，l 、 3 引。 第一翥绪论 第四节分子印逮聚合物的制餐 4 1 印进分子、功黼单体、致予l 剂、交联剂的选择 瓣蓠，瘟蔼斜备m i p 。蕊印渣分子耱类繁多，蠡碳求纯舍耪 3 9 t 、氨基酸爱其锵 生物、咖啡困1 4 、药物4 “、胍酸及肮酸酐 、有机磷毒剂4 雏、杂环他含物4 ”、除 草剂1 4 扪、胆固醇1 4 6 , 4 7 1 等。 较为鬻爰翦溶裁骞氯薅、己骑等，一般遗，共蛩蘩秘迹聚台魏焱缀毪较强酌 水、静【4 8 l 中帝备，丽非共价鼙印迹聚台物( m i p s ) 在极性敞弱的有机溶剂如氯仿、 甲苯中制备。0 s h a n n e s s y 等人曾研究了不同溶剂对印逃聚合物的影响【4 9 1 。 共价鍪露迹聚合物奎予萁合成窝瑟裂条臀骜裁掰蔽袋褥凌楚蕈钵静耱娄较 少，通常使用的功能单体是宙脊乙烯基的硼酸、醛胺、酚和二醇以殿含有硼酸醮 的硅烷混合物【5 0 1 ，如4 一乙烯綦苯硼酸等。 拱价型印_ j 班聚合物通常使用的功能单 薅是帮基嚣爝酸 表甏帮逵技术 采用表面印避技术可以识剐金属离予和其它化合物。 6 ) 膜制备技术 l 基 g 誉删一 蔫一牵臻论 + 1 一t 匿1 1 2 分子印迹膜的制备示意图 分子窜迹聚会貔壤主要褒鼹予生凌捷感器。l e v i 6 l 等麟裁了瘸子糕霉素羧测 的光举传感器系统，基于分析物在m i p 。上竞争性替代氯霉素一甲蘩红染料对，测 定了牛赢清中的氯辫索含量。膜制备的一般过程如图1 1 2 所示。 第五带分子印迹聚合物的威用 分子印迹聚合物的应用十分广泛，主翳分为三种用途：分离、梭测、模拟( 台 催化) 。 5 m l p 。在色谱披术中的应甩 m i p s 应用最广泛的领域是做为h p l c 的固定相，类是从结构相似化合物中 努离露迹努子静蔓# 芋蛙鋈定稳，癸一类是戳手毪纯舍熬势窜迹磐予澍备蕊m i p s 乎 性固定相。 等 警 第一裁绪论 5 ，1 1m i p h p l c 非手性固定棚的应用 m a s t u ij 5 2 4 麓餐翁鞋金鸡缡生物碱骰印逑分子蠡孽m i p 。固定柩成穗分离了会璃 尼j i 会鹏n 奎宁，奎尼丁。b a g g i a n i 制备了以茶碱为印迹分子的固定相6 3 1 o m i p s 的麓选择性分离是模拟生物中相互作用和利用具有多重键合点的单体来实现 鲍。 5 ，1 2 m i p h p l c 手性固定相的应用 穗普通分离方繇，较之黄统方法，m i p s 蹙有毫效、快速、专一鹣优点，奁手 性分离方面的作用鼹是无以伦比。据统计，现有药物6 0 具有一个釉一个以上的 手性中心，两个对映体的药效及对人体的影响会有很大的不问。因此1 9 9 2 年美困 食品和药物管理弱瀵定，今嚣食不对称孛，洛的药秘登矮将光学募构体分开。耱鼹 于传统方法，m i p s 方法日益变得重要起来。 m i p s 做为h p l c 手性固定相时最大豹傥点就是选择性可以预测，分离系数邋 常在1 ，5 - 5 0 之润，簸高的达到了1 7 8 t 树l 。稳楚这类固定穗最大的缺谯是由予键合 位点分粕不均匀导数柱效降低，这可通过聚合技术改谶，流动相的优化，梯度沈 脱技术以及其它色邀技本的引入疆褥到逐步豹解决。 5 1 3m i p s 在薄层色谱中的应用 m i p s 除了逯鬻髑终h p l c 的强定摆之羚，在其它色谱技术中也褥劐了应用。 尽管醋前在这方面的研究还魄较少，这项技术有它特有的优点。 5 ，1 。4m i p s 在毛纲黪魄色谱中匏艘援 + g a s sm a n n 首次报道了利膈电泳技术分离了手往对映体酗1 。7 0 年代。p r e t o r i u s 6 6 】 首次把电场引入色谱分离中，开创了一类新型的色谱分离技术一混细管电色谱 ( c a p i l l a r ye l e c t r o c h r o m a t o g r p h y ，c e c ) 抉瀵高效c e c 奄m i p s 相缀合残秀一耱糍 效、商选择性的分离手段。 5 ，2 戮携摹繇割 分子印迹聚合物克服了生物和环境样晶体系复杂、预处理繁琐等不利因素， i s 第一犟绪论 为样品的采集、甯集和分析提供了极大的方便，是发展痕量分析的方法的重要谂 经。豉浚疗a i d s 瘸毒静药镌p a m 为窜渣分子镧备了p a m 露邃聚合耪，稻子霾鞠 萃取剂，可以从稀溶液中选择性的富集p a m ，克服了连续分析时手续繁琐的缺点。 5 。s 模缀撬傣 v a t a k i s 等指出可以利用化举方法较简便快速的制备高选择性的m i p ：来代祷传 统的生物抗体，从而避免了从渤物体分离抗体或细菌产生抗体的繁杂工作。他们 臻茶簸绒安定散印逑分子髑备了m i p s ，莠将其用予放射嚣基分拆( r l b a ) ，溅愆 了人体觚清中的茶碱和安定。m i p s 的专一憔也可与天然抗体媲美。m i p s 做为模拟 抗体时，另一个优点是可以对那类难以产奠三天然抗体的化合物都可以制备模拟抗 体。 5 4 仿缴传感器 m i p s 做力一萃申蠢选择性奉辛辩还可用佟传感器静铡瞽。分子窜逑聚合物对医 药、琊境、工业等领域所使用的许多化合物都展示了良好的专一性。同时它们叉 具有优良的操作稳定性，其识别性质不受酸、碱、热、露枫相的影响，用m i p s 代 替生物传感器静生物元件能够褥翔更驽韵传感器系统。l e v i 等磅铡了用予氯霉索 检测的光学传感器系统，他们用此测定了牛做清中的氯襟素含量。 5 。5 醣l & 在其它领域中的应异l m i p s 除了在分析领域中得到了广泛的威用外，在催化和有机食成中也初露锋 芒。裔入凌其用 蕈模拟抗体镁纯剡，敛为过渡态类 娃物，降低诧学菠盛鹣活纯熊。 在有橇合成中m i p s 也可用作嗷附帮除去艨威副产物，以提高产品纯度。y c 等在食 成天冬甜素时， 用a n t i l n ( b e n z y l o x y c a r b o n y ) a s p a r t y l p h e n y i a l a n i n em e t h y l e s t e r ( z a p m ) 檄印遮分子裁备豹m i p s 薮吸瓣裁缝纯反艨粮产品，佼产茹纯度麸5 9 提商捌9 6 。另外还可用m i p s 做为组合化学中瞬键合底材来对合成的化台物进 行筛选 6 7 1 。 鼙 第一嚣绪论 第六慧分子印逑聚合物的研究展望秘课题的提出 6 1 分子印迹聚台物的研究展勰 囊予m i p s 冥有麓懿稳定我秽羲定熬逸铎往，在许多镁蠛孛发挥了重要戆箨蠲。 但当| j 对于m i p s 的理论和应糟还需进一步深入的研究。 第一，多数的m i p s 是在非极性介质中制备的，在水溶液中的使用受到了撮大 蕊羧潮，因蘧在强极往溶裁中翻冬m i p s 还嚣要逶一步疆宪。 帮二，将m i p s 用于生物商分子分析的工作刚刚起步，需要的研究工作还多。 籀三，在m i p s 做h p l c 手性固定相研究中，如何提高柱效是迫切需要解决 夔溺懿。 第四由于制备m i p s 的功能单体的种类有限，设计合成新型的功能单体也是 m i p n 技术发展的障碍。 繁蠢，当蔫工作主要着蘩予m i p s 酶瑗谂磺究工佟，今嚣在m i p s 瓣实舔痰掰 方面威多做工作。 第六，目前剐网4 出现一种“致孔剂烙印搜术”，即用分子结构类似物做印 透分予，角予毒稳较强或稳定缝差酶像合秘翡分辑分离技术。这戆一个瑟豹疆究 方向，有待于科研人员进一步的探讨。 6 2 谦遴酌提出及意义 分子印迹聚合物的研究还是一个崭新的课题，各方面的研究工作还处于初始 阶段，还不够全磷和深入，还有许多新的波用需要开撼。印迹聚合物豹超分予行 为的理论研究还不够深入和系统。强蓠制镰m i p s 主要怒通过封管聚合技术，嚣簸 理手续繁琐费时，而为其改进的技术一原位聚合和悬浮聚合方法的研究刚刚开始， 有关报道并不是缎多。这些技术还很不成熬，有待予进一步的改进稠接广。从翻 内情况看，对这一领域的研究工作还很誉成熟。因越本谍题有着黧要的理论稿实 际意义。 榱撼分子印避聚台物的硪究现状，本文首先以l n - 3 一毗啶蒸苯雨氨纂酝 胶( 3 - l p h e n h p y ) 为印迹分予，毋甲基掰烯( m a a ) 为功能擎体，二甲基丙烯 酸乙二醇酯( e g d m a ) 为交联剂，偶氮二辨丁腈( a m n ) 和偶氮二舜庚腈( a b v n ) 第一章绪论 为引发测，在1 0 。c 紫外光照射、4 0 c 和6 0 热引发等不同的条件制备了几种印迹 聚合镪，主要遥j 建麓效滚稳穗谱分辑( h p l c ) 、紫舞分孝蓐( u v ) 、麓卡套德分耩 ( s c a t c h a r d 分析，在生物学上可用于推断瑕自质结合部位数目和性脯的方法) 等手 段，是探讨了印迹分予、功能单体、交联剂的摩尔比例对印迹聚合物手性拆分 萑蒺的影响，二楚探讨了聚合滋度霹我霞掰磷究匏菲共徐垄印迹聚合耱手往舔分 能力的影响，研究了其超分子行为，对分子印迹手性圆定相的拆分机理有了进 步的认识，此项工 乍为深入理解印迹聚合物的识别、拆分行为提供了理论和实验 基蕊。 数次，利用沉淀聚合的方法尝试合成了以甲氧苄氮嘧啶( t m p ) 为印迹分子 的微球形印迹聚合物，探讨了印迹分子、功能单体、交联刹的瘁尔比例和溶剂性 质对徽球形成帮大小的影镌，克服了椿狡聚合物骚磨、过筛等费辩费力的繁琐手 续，并且采用平衡结合实验的方法探讨了微球形印迹聚合物的识别性质，有塑在 药物分攒及其它方越得到应用，为沉淀聚会合成微球形印迹聚合物( s m i p 。) 提供了 参考。 2 l 第一章绪论 参考文献 【i 】p a u l i n gl ，j a m t h e m s o c 1 9 4 0 6 2 ：2 6 4 3 2 6 5 7 【2 】s c h n e i d e rh j ，a n g e w c h e m i n t e d 。e n g l 。，1 9 9 l ，3 0 ：1 4 ” f 3 】b e b e kj ，a n g e w 。c h e m i n t e d e n 9 1 。1 9 9 0 2 9 ；2 4 5 4 】e k b e r gb ，m o s b a c h k t i b e c hi9 8 9 ，7 ( 2 ) ：9 2 9 6 【5 1e k b e r gb ，m o s b a c h k t i b e c hl9 8 9 ，7 ( 2 ) ：9 2 9 6 【6 ll e h nj m ，a n g e w c h e m i n t e d e n 9 1 ，1 9 8 8 。2 7 ：8 9 f 7 】w u l l f g ，v e s p e rw ，g r o b ee r ，s a r h a n am a k r o m 0 1 c h e m 。1 9 8 1 】8 2 ：2 7 9 9 【8 】m o s b a e h ，k ，r a s t ro 。，b i o t e c h n o l 。1 9 9 6 ，1 4 ：1 6 3 。1 7 0 9 g r a m d j 。a n g e w c h e m i n t e d + e n 9 1 ，1 9 8 8 ，2 7 ：1 0 0 9 1 0 b e b e kj ，a n g e w c h e m i n t e d e n 9 1 ，1 9 9 0 ，2 9 ；2 4 5 【ll 】w h i t c o m b e mj ，r o d r i g u e z me ，v i l l a rp ，v u l f s o nn 。j a m c h e m ，s o e 。，1 9 9 5 11 7 ：7 1 0 5 【1 2 】w u l l f g ，s a r h a na ，m a k r o m o l ，c h e m 。1 9 8 2 ，t 8 3 ：1 6 0 3 【1 3 w u f f ig ，h e i d eb ，h e l f m e i e rg a m c h e m s o c 1 9 8 6 ，1 0 8 ：1 0 8 9 f 1 4 jw u f f lg 。，l o h m a re ，i s r j 。c h e m 。，1 9 7 9 。 8 ：2 7 9 【t 5 m o s b a c h k ，r a s t ro ，b i o t e c h n 0 1 1 9 9 6 1 4 ：1 6 3 。1 7 0 1 6 1 m i e h a l j w h i t c o m b e ，m e s t e r r o d r i g u e z ，p a b l o v i l l a r a n d e v g e n y n v u i f s o n j 。a 搬，c h e m s o c 。1 9 9 5 ，l1 7 7 0 5 ，7 lll f 1 7 lk s r e e n i v a s s a n ，r 。s i v k u m a r j a p p l p e d y s c i + 1 9 9 9 7 1 ( 11 ) ：1 8 2 3 1 8 2 6 【1 8 s e l l e e g e nb ，l e p i s t om ，m o s b a c hk ，j a m ，c h e m s o c ，1 9 8 8 。1 1 0 ：5 8 5 3 【1 9 y i l m a ze ，m o s b a e hk ，h a u p tk 。a n a l 。c o m m u n ，1 9 9 9 ，3 6 ，1 6 7 2 0 h a k a ns a n d e r s s o n ，j e s p e rg k a r l s s o n ，s e r g e ya p i l e t s k y ，j + c h r o m a 。8 4 8 ( 1 9 9 9 ) ：3 9 【2 1 】予进防，周良模，a c t ac h i m i c a s i n c a ( 化学学报) ，1 9 9 9 ，5 7 1 1 4 7 - - l l5 1 2 2 】s e l l e r g e nb 。，s h e ak j c h r o m a t o g r a + ，l9 9 3 ，6 3 5 ：3l f 2 3 los h a n n e s s ydj ，e k b e r gb ，m o s b a c hk ，a n a l ，b i o c h e m 1 9 8 9 1 7 7 ：1 4 4 1 4 9 【2 4 g g 洪卢，贾裕梅，曹现峰，商等化学学报，2 0 0 1 ，2 2 ：3 7 1 - - 3 7 5 【2 5 w u l l fg 。，a n g e w + c h e m i n t ，e d 。e n g l 。，19 9 5 ，3 4 ：l8l2 2 6 1 k e m p em a n a l c h e m ，1 9 9 6 ，6 8 ：1 9 4 8 - 1 9 5 3 第一章绪论 【2 7 】s e l l e r g e nb ，l e p i s t om ，m o s b a e hk ，j a m c h e m ，s o c ，1 9 8 8 ，1 1 0 ：5 8 5 3 【2 8 ln i c h o l l sia 。c h e m 。l e t t ，1 9 9 5 ，( 11 ) ：1 0 3 5 1 2 9 1l i ux u e l i a n g ( ) h l 等 - 良、，l o ux i a o w e n ( 楼献文) ，z h o ul i a n g - m o ( 周良模) e t a l ，p r o g r e s si nn a t u r a ls c i e n c e ( 自然科学进厩) f 3 0 】r i n g om c e a n a l c h e m 。翻，1 9 9 8 ，7 0 ( 9 ) ：3 1 5 a * 3 2 1 a 【3 1 】l i n j m ，n a k a g a m a t ，w u x z ，u c h i y a m ak ，h o b o t f r e s e n i u sj a n a l c h e m l 9 9 7 ，3 5 ( i ) 3 0 3 2 1l i n j m ，n a g a k a m a q - ，u c h i y a m ak ，h o b ot , j l i qc h r o m a t o g r r e l a t t e c h n 0 1 ，1 9 9 7 ，2 0 ( 1 0 ) ： 1 4 8 9 【3 3 】l i n j m ，n a k a g a m a t ，u c h i y a m a k ，h o b ot j p h a r m b i o m e d a n a l ，1 9 9 7 ，1 5 ( 9 ，1 0 ) 1 3 5 1 【3 4 】l i n j m ，n a k a g a m a t ，u c h i y a m a k ，h o b o t j p h a r m b i o m e d c h r o m a t o g r ，1 9 9 7 ，11 ( 5 ) ：2 9 8 【3 5 】l i njm ，n a k a g a m at ，u c h i y a m ak ，h o b ot 1 + c h r o m a t o g r ，t9 9 5 ，6 9 0 ：2 9 3 6 】s m o n z p ，k e l em ，z h o n ggm ，s e l l e r g r e nb ，g u i o e h o ng j c h r o m a t o g r a ，1 9 9 8 ，8 1 0 ：1 【3 7 】c h e ny ，k e l em ，s a j o n zp ，s e l l e r g r e nb ，g u i n c h o ng a n a l t h e m ，1 9 9 9 ，7 1 ：9 2 8 d 8 1 毛避防。震瞧壤。a c t a c h i m i c as l n e a ( 纯学学掇) ，1 9 9 9 ，5 7 ，i1 4 7 - - i1 5 1 【3 9 】w u l l fg ，h e a k e r ，m a r k o m o lc h e m 19 9 9 ，1 0 2 ：1 3 2 9 【4 0 c h e n gd u ，h u ip e n g 。x i a ny a hb a o ，l i h u a n i e ，s h o u z h u o y a o - a n a l y s t 。1 9 9 9 ，1 2 4 ：1 7 8 t _ 1 7 8 5 f 4 1 】k s r e e n i v a s s a n 。r s i v k u m a r j + a p p l p e d y ，s c i + 1 9 9 9 7 1 ( 11 ) ：1 8 2 3 - 1 8 2 6 4 2 】k s r e e n i v a s s a n r + ，s i v a k u m a r 。j a p p l ，p o l y s c i 1 9 9 7 一( 6 6 ) ：2 5 3 9 * 2 5 4 2 4 3 1 激子辉( m e n g z h ) ，周永薪( z h o u y x ) ，玛建林( f e n g jl ) ，分析化学( c h i n e s e a n a l c h e m ) 2 0 0 0 ，2 8 ( 4 ) ：4 3 2 4 3 5 【4 4 】nk i r s c h ，ca l e x a n a d e r ，ml u b k e ，m j w h i t c o m b e en v u i f s a n ，p o l y m e r2 0 0 0 ，4 1 ：5 5 8 3 - 5 5 9 0 【4 5 jj u nm a t s u i ，k u n l y o k i ，f u j i u r a ，t o s h i f u m i ，t a k e u e h i ，a n a l c h e m ，2 0 0 0 ，7 2 ：1 8 1 0 1 8 1 3 f 4 6 】m o s b a c h k r a m s t rm o ，b i ot e c h n o l1 9 9 6 ，1 4 ：1 6 3 1 7 0 【4 7 】f l o r ed a v i dc u n l i f f e ，m i c h a e l j ，w h i t c o m b ee v g e n y n v u l f s o n 。 j ，a p p l ，p d y m ，s e i ，2 0 0 0 ，7 7 ：1 8 4 1 - 1 8 5 0 【4 8 】j u