分子印迹技术及应用

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分子识别技术的研究及其应用

分子识别技术的研究及其应用

分子识别技术的研究及其应用在现实生活中,我们经常需要对各种不同的分子进行识别,例如检测污染物、确定药物分子与受体蛋白的互作等等。

为此,分子识别技术一直是化学研究的重要领域。

本文将介绍目前热门的分子识别技术——分子印迹技术和表面等离子共振(SPR)技术,并探讨它们的应用前景。

一、分子印迹技术1. 原理分子印迹技术是基于化学亲和作用的一种识别技术。

它通过在合适的条件下,将目标分子与功能单体共同反应形成固定相,再将目标分子从固定相中洗脱出来,留下能与目标分子高度亲和、有特定识别性的模板分子,在最后的分析中使用。

这种技术的核心在于“印迹”,即将目标分子与功能单体结合,形成一种高度特异的固定相。

此时,功能单体能够和目标分子发生非共价键作用,比如氢键、离子键、范德华力等等。

而对于其他分子,则几乎不能与功能单体发生这些非共价键作用。

在提取目标分子后,留下的模板分子可以重复识别目标分子。

2. 应用分子印迹技术主要应用于生物医药、环境监测、食品安全等领域。

例如:(1)分离分析:利用印迹技术可以实现对生物样品中特定分子的快速富集和分离,从而便于后续的分析。

(2)药物研究:印迹技术可以用来筛选与靶分子有高度亲和力的化合物,从而帮助药物研究中的药物设计和优化。

(3)环境监测:印迹技术可以对水、大气、土壤等环境样品中的污染物进行检测和分析。

二、表面等离子共振(SPR)技术1. 原理SPR技术是一种广泛应用于表面生物化学和生物医学研究的技术。

它是一种传感技术,通过检测光学信号,实时地测量生物分子之间相互作用的动态变化。

SPR技术的核心是金属薄膜表面上,被称为“感知芯片”的金属分子表面。

当感知芯片与物质相互作用时,物质在感知芯片表面的折射率会发生变化,导致入射光线的反射角发生变化。

利用特殊的光学仪器可以监测到这种变化,从而确定物质与感知芯片之间的相互作用情况。

2. 应用SPR技术主要应用于制药、免疫学、基因组学等领域。

例如:(1)药物筛选:SPR技术可以用来筛选药物分子和受体之间的相互作用,从而帮助制药厂家提高药物的研发效率。

分子印迹技术及其应用

分子印迹技术及其应用

分子印迹技术及其应用材料,功能单体与模板分子形成稳定的复合物,以使交联聚合后把模板分子的结构固定在聚合物的母体中,产生识别位点。

此外,功能单体的用量对聚合物的识别性能有较大的影响,但功能单体—模板分子比例过高时,所制备的聚合物具有更紧密的结构和更好的耐溶胀性能。

因此,模板分子与功能单体的选择对于分子印迹聚合物的制备至关重要。

2.1模板分子的选择印迹过程可以形成与模板分子形状及功能基排列互补的孔穴有关,因此研究模板的分子结构对MIP分子识别性能的影响具有重要意义。

用小分子芳香族化合物,部分羟基数目及羟基位置不同的羟基苯甲酸化合物为模板分子,采用非共价印迹技术制备了相应的MIP,通过对比研究,探讨了模板分子中作用基团的数目及位置对非共价MIP分子识别能力影响的规律。

模板分子中含有较多作用基团有利于得到对模板分子具有高印迹亲和力的印迹聚合物,即得到高印迹效率的MIP。

当模板分子中作用基团间能形成分子内氢键时,印迹效率降低。

这是由于印迹过程中模板分子的分子内氢键削弱了其与氢键型功能单体丙烯酰胺的结合,从而降低了模板分子的印迹效率。

孙宝维等就模板结构与分子印迹效果间关系提出:大多只有一个极性基团的化合物,与功能单体作用的数目较少,不易产生印迹效应;一般含多个极性基团,少数含一个极性基团并具有一个大的疏水结构的化合物在印迹过程中表现出协同效应;具有多个极性基团,而且同时具备部分刚性和柔性结构的化合物,可更好地与功能单体作用。

2.2功能单体的选择在制备分子印迹聚合物过程中,选择合适功能单体种类及与模板分子的配比至关重要,下面是几种筛选功能单体的方法。

(1)紫外光谱法根据紫外光谱原理,当价电子与氢原子形成氢键后,电子的能量会发生变化。

同时张力或偶极作用迫使分子轨道发生扭曲变形,电子跃迁概率发生变化,导致吸光度发生变化。

因此,根据紫外光谱的变化,可推测模板分子与功能单体间相互作用强度和复合比例等有关信息。

(2)核磁共振法核磁共振光谱法(NMR)可以提供有关确切作用位点和作用强度的大量信息,是一种更具潜力且准确的筛选方法。

分子印迹技术在分析化学中的应用

分子印迹技术在分析化学中的应用

分子印迹技术在分析化学中的应用随着科技的不断发展,我们对于物质的认识越来越深刻。

其中,分析化学作为化学的一门重要分支,已经成为了我们理解物质本质特性的重要手段之一,为科技的发展提供了不可或缺的支持。

而在分析化学中,分子印迹技术则是一种非常重要的手段,它可以帮助我们更准确地认识物质的性质和特性。

本文将会详细介绍分子印迹技术在分析化学中的应用。

一、什么是分子印迹技术分子印迹技术简称MIP,是一种以特定分子为模板,通过分子间力的作用生成分子配位聚合物,并将模板分子从聚合物中除去而形成的一种特定分子识别技术。

准确地说,分子印迹技术是一种利用分子自组装形成高度选择性配体的新技术。

利用分子印迹技术,我们可以将目标分子与聚合物中的配体形成一种非常特殊的相互作用,实现目标分子的高度选择性分离、识别和分析等过程。

分子印迹技术在分析化学中的应用主要有两个方面:一是在化学分离和富集领域中的应用;二是在化学传感和生物诊断领域中的应用。

二、分子印迹技术在化学分离和富集领域中的应用在化学分离和富集领域中,我们通常需要从复杂的样品混合物中寻找目标分子,并将其高效地分离和富集出来。

而传统的化学方法往往无法实现对目标分子的高度选择性富集和分离。

针对这一问题,分子印迹技术提供了非常好的解决方案。

具体来说,分子印迹技术可以通过以下几种途径实现目标分子的选择性富集和分离。

1、毛细管电泳在毛细管电泳中,分子印迹技术可用于制备非常高效的分离材料,从而实现对目标分子的选择性富集和分离。

在这个过程中,我们首先将分子印迹聚合物固定在毛细管壁上,然后将样品加入到毛细管中。

由于分子印迹聚合物对于目标分子具有非常高的选择性,因此我们可以通过毛细管电泳技术将目标分子富集和分离出来。

2、液相色谱在液相色谱中,分子印迹技术也可以用于制备非常高效的色谱柱填充材料,从而实现对目标分子的选择性富集和分离。

在这个过程中,我们首先将分子印迹聚合物固定在色谱柱填充材料上,然后将样品加入到色谱柱中。

分子印迹技术在疾病诊断中的应用

分子印迹技术在疾病诊断中的应用

分子印迹技术在疾病诊断中的应用介绍现代医学研究已经发展到了一个相当高的水平。

科学家们已经可以通过各种先进的技术手段精确地研究疾病的病理机制,并采取合理的治疗方法。

其中,分子印迹技术是一种新兴的技术手段,它可以通过颜色和形状等特定的分子识别出匹配物质,并应用在疾病的诊断和治疗上。

一、什么是分子印迹技术分子印迹技术 (Molecular Imprinting Technology, MIT) 是一种新兴的生物技术,通俗地说,就是通过生化手段来制备特异性的人工分子识别体系。

这些分子识别体系可识别和区别出特定的分子结构,因此可以用于药物分析、生物检测和疾病诊断等方面。

研究人员通过分子印迹技术制备出一种“分子印迹聚合物”,这种聚合物在化学结构上能够与特定的分子完全匹配,从而实现特异性的拟分子识别。

二、分子印迹技术在疾病诊断中的应用1.肿瘤诊断肿瘤的早期诊断对肿瘤治疗来说非常重要,因为早期干预可以使患者的生命得以延续。

但是,肿瘤早期也很难被检测出来,因此,需要一种高灵敏度、高特异性的检测方法来帮助诊断。

分子印迹技术就是一种这样的检测方法。

科学家可以使用分子印迹聚合物来识别特定的肿瘤标记物。

例如,针对乳腺癌标记物HER2的分子印迹聚合物已经被制备出来,并且在实验中被证明具有很高的灵敏度和特异性。

这种技术为早期诊断和更好地了解肿瘤的潜在机制提供了可能。

2.糖尿病诊断糖尿病是一种慢性代谢疾病,但是在早期也很难被检测出来。

目前,临床上主要通过血糖检测来诊断糖尿病,但是血糖水平受到很多因素的影响,因此这种诊断方法不够可靠。

分子印迹技术可提供一种不同的方法来诊断糖尿病。

研究人员可以使用分子印迹聚合物来识别糖类分子,从而检测血液中的糖浓度。

这种方法比当前临床使用的血糖检测更为准确和可靠。

3.心肌梗死诊断心肌梗死是一种严重的心血管疾病,其病变机制很复杂。

临床上通常使用心肌酶标记物来进行心肌梗死的诊断,但是这种方法有时不够准确。

环保监测中的分子印迹技术

环保监测中的分子印迹技术

环保监测中的分子印迹技术近年来,随着环境污染、食品安全等问题的日益凸显,环保监测和食品安全监测成为了社会各界高度关注的话题。

为了更好地保障公众健康和生态环境的安全,科学家们通过不断研究和创新,不断提高监测技术的水平和精准度。

而其中,分子印迹技术无疑是一项具有前途和广阔发展前景的监测技术。

一、分子印迹技术的原理及应用分子印迹技术是一种基于化学反应原理的监测技术,它主要利用聚合物材料的亲和性和选择性来识别和分离目标分子。

简单来说,就是通过特定分子与聚合物发生化学反应,从而选择性地捕获并固定目标分子,在后续过程中实现分离和检测的技术。

分子印迹技术在环保监测领域中的应用主要体现在对水环境和大气环境中的有害物质的检测。

能够利用分子印迹技术检测的污染物称为核心分子,它们可能在水中、大气中或其他环境中出现。

一些常见的核心分子包括重金属离子、有机物、农药残留等。

分子印迹技术通过分子印迹聚合物材料和核心分子的化学反应,选择性地捕获并固定核心分子,实现对环境中有害物质的检测和分离。

二、分子印迹技术与传统监测方法的比较相对于传统监测方法,分子印迹技术具有重要优势。

在水环境污染的监测中,传统的监测方法主要是通过气相色谱法和液相色谱法等手段,对单一污染物进行检测和分析。

而分子印迹技术则是基于分子选择性的检测原理,能够针对多种污染物进行有选择性的检测和分析,且操作低成本、操作简单、检测快速。

除此之外,相较于传统监测方法,分子印迹技术还具有很高的检测灵敏度和准确度。

由于分子印迹聚合物材料具有很高的亲和性,能够非常有效地捕获目标分子,从而增加了检测的准确性。

同时,分子印迹技术能够进行跨学科交叉,将多个优势点进行整合,从而实现更完善的监测。

三、分子印迹技术在食品领域中的应用随着社会经济的不断发展,食品安全问题也被广泛关注。

在这方面,分子印迹技术也被广泛应用于食品安全监测。

例如,在检测食品中的有害物质、添加剂和农药残留等方面,分子印迹技术都已经有了广泛的应用。

分子印迹技术在药物分析中的应用

分子印迹技术在药物分析中的应用

分子印迹技术在药物分析中的应用分子印迹技术是一种根据分子的特异性识别进行分离和提纯的方法。

这种技术在药物分析中具有非常广泛的应用,尤其对于药物的检测、提纯和分析具有很高的准确性和灵敏度。

以下是分子印迹技术在药物分析中的应用介绍。

一、分子印迹技术原理及基本步骤分子印迹技术通过模板分子与功能单体在适当的反应条件下共聚合形成的高分子材料(分子印迹材料,MIMs)具有高度的特异性和选择性。

在药物分析中,分子印迹技术的应用可以精准识别出药物分子,同时快速、高效完成药物的分离、提纯和检测。

具体的实验步骤主要包括三个部分:模板分子与功能单体的共聚合,模板分子的去除和分子印迹材料的制备。

其中制备分子印迹材料是整个过程中最为关键的一步。

二、分子印迹技术在药物分析中的应用1、药物分子检测:分子印迹技术可以用于药物分子的检测,尤其在对药物中的有害物质、其它杂质的分离、提纯和检测上具有很高的可靠性和选择性。

例如在对抗肿瘤的药物的检测中,使用分子印迹技术可以很快、高效地识别出具有抗肿瘤活性的药物分子,同时排除其他杂质的干扰,从而保证药物品质的可靠性与安全性。

2、制药质量控制:分子印迹技术可以用于制药质量控制,特别是在对药物中的有害物质等影响药品质量的因素的检测上具有很高的可靠性和有效性。

例如在对于制剂中不同批次药品的监控时,使用分子印迹技术可以很快、高效地识别出不同批次中可能存在的有害物质,从而对问题进行及时的排查和处理。

3、药品研发:分子印迹技术在药品研发中的应用可谓匪夷所思。

分子印迹技术的优秀特性可以快速、准确地检测各种新型药物,跟踪药物颗粒的生化作用。

甚至,通过合理的分子印迹材料,将药物持续性、溶解性等物理性质调控到更优状态。

4、检验、分离和提纯草药中的有效成分:筛选出质优草药中的有效成分和药效团,是制备中药制剂的基础工作。

传统的中药药性评价缺少准确性,不能为草药分子提纯、化学组成鉴定等提供科学的依据。

因分子印迹技术良好的专属性和选择性,可以有效识别和提取草药中的有效成分,从而指导中药制剂的研究和合成。

分子印迹技术及其应用

分子印迹技术及其应用

分子印迹技术及其应用分子印迹技术是一种利用生物和化学原理,针对特定分子的选择性识别和分离技术。

通过分子印迹技术,可以制备出具有特定分子识别性的分子印迹材料,在分离、检测和定量领域具有广泛应用。

一、分子印迹技术的发展历程分子印迹技术自1970年代提出以来,经过几十年的发展和改进,现已成为一种成熟的技术。

其发展历程主要可以分为以下几个阶段:1. 初步探索阶段(1970年代-1980年代):在这个阶段,科学家们尝试通过合成各种聚合物来制备分子印迹材料,并开始研究分子印迹材料的特异性和选择性。

2. 技术改进阶段(1990年代-2000年代):在这个阶段,科学家们开始采用新的聚合物合成方法和控制技术,使得分子印迹材料的特异性和选择性得到了极大提高,并开始研究分子印迹材料在实际应用中的表现。

3. 微纳技术应用阶段(2010年代至今):在这个阶段,科学家们开始利用微纳技术制备分子印迹材料,并尝试将其应用于各种领域,如生物医学、环境检测等。

二、分子印迹技术的原理和方法分子印迹技术的原理是基于模板分子与聚合物之间的非共价相互作用来制备分子印迹材料。

具体步骤如下:1. 模板分子选择:选择具有特定结构及性质的分子作为模板分子,并与功能单体一起共聚合或交联生成聚合物。

2. 聚合体制备:在模板分子的作用下,功能单体参与聚合或交联反应,在模板分子的“引导”下,其它单体则不参与反应,从而形成模板分子的“印迹”空腔,最终得到具有特异性的分子印迹材料。

3. 分子印迹材料性能评价:通过评价分子印迹材料在分离、检测和定量领域的特异性和选择性来判断其性能。

三、分子印迹技术的应用分子印迹技术在药物检测、环境监测和食品安全等领域有广泛应用。

1. 药物检测:利用分子印迹技术制备出特定药物印迹材料,在药物检测和分离中具有很高的选择性和灵敏度。

例如,根据药物的结构特点,可设计出具有选择性对某种药物进行分离的纯化工艺,从而控制药物的质量。

2. 环境监测:利用分子印迹技术制备出特定污染物印迹材料,在环境检测中具有很高的选择性和灵敏度。

分子印迹技术在生物分析中的应用

分子印迹技术在生物分析中的应用

分子印迹技术在生物分析中的应用分子印迹技术是一种独特的生物分析技术,它使用分子印迹材料(MIPs)以高度特异和选择性地捕获特定分子。

这种技术可以在多个领域和应用中发挥重要作用,如生物医学、环境分析和食品安全等。

本文将探讨分子印迹技术在生物分析中的应用。

1.分子印迹技术是什么?分子印迹技术是一种在聚合物基质中通过模板分子进行选择性捕获的技术。

MIPs可以是聚合物或高分子材料,可以选择性地与目标分子相互作用,从而实现特异性捕获。

该技术包括在聚合物基质中聚集模板分子,然后通过交联聚合反应固定它们,最后去除模板分子以形成MIPs。

2. 分子印迹技术在生物分析中的应用分子印迹技术可以应用于生物分析的多个方面,如药物筛选、蛋白质分离和生物分子检测等。

药物筛选:分子印迹技术可以用于药物筛选,例如筛选具有突变蛋白的新型抗癌药。

在这个过程中,可以使用分子印迹材料,将抗癌药的分子结构与已知的突变蛋白结构进行匹配,从而选择最优化的药物。

蛋白质分离:分子印迹技术可以用于蛋白质分离。

通过选择性捕获特定蛋白质,分子印迹技术可以将混合物分离成不同的组分,以分析和识别它们。

这种技术对于精确的蛋白质鉴定和组织学研究都非常有用。

生物分子检测:分子印迹技术还可以用于生物分子的检测。

例如,可以使用MIPs捕获特定肿瘤标志物,以达到高度敏感且特异的肿瘤筛检。

在肿瘤筛检中,该技术与传统抗体检测方法相比具有较高的特异性和灵敏性。

3. 分子印迹技术与传统技术的比较与传统技术相比,分子印迹技术具有很多优势。

传统技术通常是依据成像技术、免疫技术和重组蛋白技术等来实现对生物分子的检测;而MIPs具有更广泛的应用范围和更强的特异性。

此外,MIPs可以具有很高的稳定性和重复性,因为它们在生物分析中始终具有相同的分子结构。

4. 结论分子印迹技术是一种独特的生物分析技术,在许多领域和应用中都发挥着越来越重要的作用。

在药物筛选、蛋白质分离和生物分子检测等方面,该技术不仅具有很高的特异性和灵敏性,而且还具有应用范围广、重复性和稳定性高的特点。

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分子印迹技术及应用林凯城1李永莲2(1.揭阳职业技术学院化学工程系广东揭阳522000;2.广东轻工职业技术学院科研处广东广州510300)摘要:分子印迹技术是构建高分子聚合物的有效方法,这种方法简便、成熟。

所构建的纳米孔穴与印迹分子在空间形状、大小以及作用点上相匹配,所以能被印迹分子高效地选择性识别出来。

目前已广泛应用于各种离子、小分子、大分子等的印迹。

文中阐明了分子印迹技术的基本原理,简述了分子印迹技术的主要制备方法,并展望了光子晶体的应用前景。

关键词:分子印迹;聚合方法;应用中图分类号:Q503文献标识码:B文章编号:1674-4896(2012)12-0026-05分子印迹技术最先应用于20世纪40年代Paulin首次提出抗体形成学说[1],为后来分子印迹理论的产生和发展奠定了理论基础。

1972年,Wulff在分子印迹技术方面的研究取得了突破性进展,首次成功制备出分子印记聚合物(MIPs )[2]。

1993年Mosbach开展的有关茶碱分子的分子印迹聚合物的研究也取得巨大成就,并在《Nature》上发表了相关的论文。

从此,分子印迹聚合物引起了人们的广泛关注,因为其具有高度专一性和普适性,并且广泛地应用于化学和生物学交叉的新兴领域,如模拟酶、药物分析、催化剂、色谱分析与色谱分离、仿生传感器等方面,受到世界关注并迅速发展。

高分子聚合物的合成,在合成之前将印迹分子加入到功能单体之中,两者之间发生化学作用,与此同时,加入交联剂及引发剂,通过一系列的聚合反应形成一个固态高分子化合物,这个化合物是高度交联的,接着将印迹分子从高分子中移除,这个可以利用化学或物理的方法移除,经过这个步骤之后,大量的空腔结构就在高分子化合物的内部形成并存在了,通过这些空腔结构内各官能团的位置以及它们各自的形状,空腔结构可以与印迹高分子进行互补,并且还能发生具有特殊性能的作用。

分子印迹技术各方面的研究也正是利用这一原理开展工作的。

功能单体和印迹分子之间存在的化学作用方式主要有两种,一是共价键,另外一个是非共价键,其中又以非共价键作用方式的应用较多,它包括离子键作用、疏水作用、氢键作用等。

图1典型的分子印迹步骤[3]当前,利用分子印迹技术合成的聚合物,由于其具有广泛的通用性和惊人的立体专一识别性,全世界进行MIPs的研究与开发的国家至少有10多个国家,包括日本、美国、德国、中国等,另外还有企事业单位和学术机构,其总数也不少于100个。

但是,由于目前所利用的制备聚合物的分子印收稿日期:2012-09-04作者简介:林凯城(1983-),男,广东揭阳人,助教,研究方向:化学传感材料。

第5卷第6期2012年12月清远职业技术学院学报JournalofQingyuanPolytechnicVol.5,No.6Dec.201226迹技术仍存在着许多问题,例如所制备的MIPs对目标分子的结合量较少、可接触性差、达到结合平衡时所需要的时间较长、制备过程中所使用的印迹分子难以完全洗脱等。

本文将详细介绍近年来分子印迹技术的聚合方法,并介绍分子印迹技术在各个领域的应用。

1制备聚合物的分子印迹技术的聚合方法功能单体和印迹分子之间相互作用,从而形成多重作用点。

根据作用方式的不同,分子印迹技术主要有以下两种方法。

1.1共价法(预组装法)该方法是由Wulff等[4]创立。

在此法中,功能单体和印迹分子通过不稳定的共价键相连,在聚合前,通过印迹分子和功能单体之间发生的化学反应,生成西夫碱、硼酸酯、缩醛和缩酮等的衍生物,再合成高分子聚合物,这一步骤通过加入交联剂进行聚合反应制得,接着去除印迹分子即可以得到分子印迹聚合物(MIPs),这个可以通过水解等方法实现,该聚合物是共价结合型的化合物。

目前,通过分子印迹技术获得的MIPs主要有甘油酸、糖类、扁桃酸,氨基酸及其衍生物,菌类,联辅酶,芳香酮以及二醛类等化合物。

共价结合型的MIPs不适合于快速识别化合物,因为其所受到的限制较大,并且分子之间的共价作用力比较强,热力学平衡状态难以达到,这是由于其与印迹分子的解离与结合速度比较缓慢,另外,其与生物识别的作用机理相差甚远,且操作难度较大,因此发展比较缓慢。

1.2非共价键法(自组装法)该方法主要是由Norrlow等[5]创立。

在此法中,单体主要通过较弱的分子间作用力在模板分子周围进行自组装。

制备MIPs最有效且最常用的方法是非共价键法。

制备MIPs的非共价键主要有金属与配体的络合作用、偶极作用、π-π电子键、氢键、静电作用力、疏水作用和范德华力[6-7]。

其中又以离子作用最为重要,另外是氢键的作用力。

但在制取分子印迹聚合物(MIPs)的一系列过程中,通常制得的分子印迹聚合物(MIPs)选择性较低,这是由于使用了单一的作用方式的结果,因此在大多数情况下,为了制备具有高选择性和分离能力的分子印迹聚合物(MIPs),一般都使用多种作用相互结合的方式。

非共价法的模板分子容易除去,操作方法简单易行,具有更接近于天然分子的识别系统,如“抗体一抗原”等,这是与共价法相比所具备的优点。

为了改善印迹的效果,还可以在印迹过程中同时提供多种单体,这样就可以给模板分子提供更多的相互作用效果。

所以,分子印迹技术中的非共价法成为了研究热点,并且发展非常迅速。

2分子印迹聚合物(MIPs)制备技术具有的特点通过以上对分子印迹聚合物(MIPs)的聚合方法的介绍,可见MIPs主要具有下面三个方面的特点。

(1)可预定性。

也就是说,不同的分子印迹聚合物(MIPs)可以根据各种不同的需要制备。

(2)可识别性。

也就是说MIPs可专一地识别印迹分子,这是因为MIPs是按照模板分子定做出来的。

(3)实用性能。

也就是说MIPs由于它是由化学合成的方法制备出来的,具有抗恶劣环境的能力,这是天然的生物分子识别系统如受体与激素、抗原与抗体、酶与底物所不具备的优点,所以说MIPs能表现出长的使用寿命和高度的稳定性。

3制备分子印迹聚合物(MIPs)各要素的选择3.1模板分子甾醇类、金属离子、碳水化合物、羧酸类、有机胺类、氨基酸、蛋白质及核酸都可以用于制备分子印迹聚合物(MIPs),所以说在非共价型印迹聚合物的制备中,模板分子几乎不受什么限制。

而如果用金属晶体、细胞[22]等大分子作模板分子制备分子印迹聚合物(MIPs)却有一定的困难,虽然在这方面也有一些相关的报道。

制备分子印迹聚合物(MIPs)一般选用有强极性基团的化合物,这样能制备出高选择性能的MIPs。

另外,也可以选择能与功能单体形成氢键的印迹分子,因为氢键具有饱和性和方向性,并且作用力较强,制备出的MIPs也同样具有高选择性能。

3.2溶剂溶剂对非共价型MIPs的制备有很大的影响,能影响分子的形态和相互之间的作用力,并且有第5卷清远职业技术学院学报2012年27致孔作用。

印迹分子与功能单体之间可能存在某种作用力,因此制备时必须选择合适的溶剂,所用的溶剂最好能够促进功能单体与印迹分子之间更好结合,并且对印迹分子不能有干扰效应,另外溶解度也要高一点。

一般来说,尽可能选用苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿等介电常数较低的溶剂,因为极性强的溶剂会干扰功能单体与印迹分子之间形成氢键,或者降低两者之间的作用力,导致生成识别能力较差的分子印迹聚合物(MIPs)。

当然,功能单体与印迹分子之间也可能存在疏水作用,如果采用的溶剂是四氢呋喃、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇甚至醇水混合液,合成的分子印迹聚合物(MIPs)在分析时可能会造成识别作用减弱,这是由于受溶剂的影响,发生了溶胀现象,导致结合位点的三维有序多孔结构发生改变。

所以,在进行吸附与聚合反应时,为避免发生溶胀现象,所用的溶剂最好一致。

3.3功能单体制备共价键型印迹聚合物时,功能单体一般使用醛、含有乙烯基的硼酸、胺、酚和二醇或者含有硼酸酯的硅烷化合物。

分析糖类衍生物异构体时,单体通常使用4-乙烯基苯硼酸,这是由于邻二醇基团和硼酸能形成酯键,并且易于形成也易于断裂、可逆性好。

丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、三氟甲基丙烯酸、丙烯酰胺、4-乙烯基苯乙酸、1-乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶、2,6-二丙烯酰胺吡啶、N-丙烯酰胺基丙氨酸、β-环糊精和含乙烯基L-缬氨酸的衍生物等常用做非共价型印迹聚合物的单体,其中α-甲基丙烯酸分子内有一个碳碳双键和一个羧基,可以与胺、酰胺、离子键、氢键、羧基化合物和氨基甲酸酯等相互作用,因此是最常用的。

3.4交联剂目前制备MIPs最常用的交联剂之一是乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA),这种交联剂制备时容易纯化,价格便宜,而且能制备出性能比较稳定的分子印迹聚合物。

另外,常用的交联剂还有3,5-二丙烯酰胺基苯甲酸、二乙烯苯、三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)、L-二丙烯酰胺基苯丙醇丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯(PETRA)、N,N'-亚甲基二丙烯酸胺等。

3.5链引发方式通过自由基引发聚合反应是制备MIPs的一般方法,光照、加压、加热、电合成是一些常用的引发方式,这些方法中最为普遍的是低温条件下光照引发的应用,特别是以紫外光引发应用最多。

当然也经常应用热引发方法,但如果化合物对热不稳定就不能应用。

最常用的引发剂有偶氮二异庚腈和偶氮二异丁腈(AIBN)。

3.6聚合方法封管聚合、表面印迹、悬浮聚合、膜制备技术、原位聚合等是一些常用的聚合方法,并且目前以封管聚合最为常用,该方法是在惰性溶剂(甲苯或氯仿)中,按照一定的比例加入功能单体、印迹分子、引发剂和交联剂,溶解成为澄清溶液,然后将溶液转移到一个玻璃安培瓶中,经超声波脱气,氮气除氧等一系列步骤之后,真空条件下将安培瓶密封,再用紫外光照射(在室温下波长通常为366nm)或热引发(60℃ ̄120℃)使得发生聚合反应,聚合24h后得到块状聚合物,再将块状物粉碎、研磨,筛选其中适度大小的粒子,接着将模板分子洗脱去除,最后真空干燥即完成。

封管聚合方法的实验装置简单,合成操作条件易于控制,便于普及,并且能制备具有高度“记忆功能”、对印迹分子有很强的识别特性和选择性的分子印迹聚合物(MIPs)。

当然,这个方法也存在一定的缺点,首先是繁琐的粉碎、研磨、筛选等预处理操作,最终得到的是均匀度较差的粒子,而且没有很高的制备率(约是总量的50%左右)。

4目前制备聚合物的分子印迹技术的应用4.1应用于色谱分析[8]在色谱分析方面利用分子印迹技术制备分子印迹聚合物主要有两个应用:前处理样品(分离、提纯、浓缩)和分离手性物质。

利用MIPs的特异识别性能分离混合物,这是分子印迹聚合物(MIPs)研究领域中的一个。

最近几年,特异选择性分离工作、立体方面的相关工作已完成了。

其能印迹的分子的范围比较宽广,在各种印迹技术中已经广泛应用了许多大分子化合物(比如蛋白质)和小分子化合物(比如药品、碳氢化合物和氨基酸),并且也总第26期林凯城李永莲分子印迹技术及应用第6期28用于HPLC、TLC和CE分离中制备介质。

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