分子印迹技术的前世今生

分子印迹技术的前世今生阚春理学院什么是分子印迹技术分子印迹技术是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种化学分析技术，属于泛分子化学研究范畴，通常被人们描述为创造与识别“分子钥匙”的人工“锁”技术。分子印迹技术的前世

—模板法分子印迹技术的前世分子印迹技术的产生与发展分子印迹技术也叫分子模板技术，最初出现源于20世纪40年代的免疫学。1972年，wulf研究小组首次成功制备出分子印迹聚合物（MIPs)使这方面的研究产生了突破性进展，但其应用仅限于催化领域，而在分子识别领域的应用没有展开，发展缓慢。分子印迹技术的产生与发展80年代后非共价型模板聚合物的出现，尤其是1993年Mosbach等人有关茶碱分子印迹聚合物的研究报道，分子印迹聚合物以其通用性和惊人的立体专一识别性，越来越受到人们的青睐。分子印迹技术的产生与发展有关出版物的增长情况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。分子印迹的基本原理分子印迹材料的制备在一定溶剂(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。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。将聚合物中的印迹分子洗脱或解离出来。分子印迹材料的制备这样在聚合物中便留下了与模板分子大小和形状相匹配的立体孔穴，同时孔穴中包含了精确排列的与模板分子官能团互补的由功能单体提供的功能基团，如果构建合适,这种分子印迹聚合物就象锁一样对此钥匙具有选择性。分子印迹材料的制备共价键法(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。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。分子印迹材料的特性预定型识别性实用性理想的分子印迹材料应具有的性质结构应具有一定的刚性空间结构具有一定的柔韧性亲和位点容易接近

机械稳定性热稳定性.分子印迹技术的应用用于色谱分析和分离手性分离目前有关分子印迹技术的文献报道50%以上以手性分离为研究对象,涉及的分离过程主要有色谱分离和电泳分离.膜分离固相萃取可用于医药、食品和环境分析试样的制备仿生传感器生物传感器虽然具有极高的灵敏度和特异性,但极易变性失活,,从而限制了其大规模的应用.MIP用作分子识别元件就会使传感器在保持较高的选择性和灵敏度的同时,耐受性提高,寿命延长。抗体和受体模拟物MIP模拟天然抗体具有很大的优越性.不需动物实验和免疫技术,可耐酸、碱有机溶剂及高温、高压环境,且可多次回收利用.印迹聚合物抗体和受体完全可以作为生物抗体的理想替代品和有益的补充.模拟酶催化制备模拟酶是对分子印迹技术最困难也是最具挑战性的应用研究.理想的模拟酶的优点结构的可调控性结构和性能更稳定材料易得、价格便宜、便于储存和规模化生产模拟酶催化水解反应图中该模拟酶对底物碳酸二苯酯的水解反应速率是无催化剂溶液反应速率的6900倍模拟酶催化转移反应异构化反应

Mosbach小组用吲哚作为底物类似物在基质中定位嘧啶基团,所得到印迹材料用于联苯吲哚的异构化反应,反应速率较溶液催化反应提高了40000倍,效果明显.控缓释药物印迹高聚物可以吸收大量与印迹分子结构相似的物质，可以被用来作为一种反应性控制释放载体。分子印迹技术的引申离子印迹技术分子印迹技术与溶胶-凝胶技术的结合替代模版技术分子印迹技术的展望分子印迹和识别过程的机理将从目前的定性和半定量描述向完全定量描述发展,从分子水平上真正弄清楚印迹和识别过程.合成种类更多、性能更好的功能单体和交联剂,改善分子印迹聚合物的“印迹”容量和吸附行为.分子印迹和识别过程将从有机相环境转向水相环境.分子印迹技术的展望手性分离和固