分子印迹技术及其在电化学传感器中的应用

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。

4709-0-022基于分子印迹技术的化学修饰DNB 电化学传感器的研究刘 烨，曲云鹤，施国跃*，金利通华东师范大学化学系，上海200062Email ：gyshi@近年来，硝基爆炸物及其降解产物对社会安全及环境都造成了极大的危害，对爆炸物的快速现场检测已成为研究热点。

本工作通过分子印迹技术 (Molecularimprinted polymer —MIP) 和碳纳米管修饰构建的电化学传感器，可利用MIP 内特异性空穴，有效识别爆炸物目标分子1,3-二硝基苯(DNB)且具有较好的选择性。

本文还对该传感器的特异性机理及电化学反应过程等进行了探讨。

Table 1 The selectivity of CNTs-MIP modified electrode. (Given the response of theCNTs-MIP modified electrode as 100%) Fig 1 The construction of modified sensor关键词：分子印记，DNB ，传感器，选择性参考文献：[1] Chenggen Xie, Zhongping Zhang * et al ，Anal. Chem, 2003, 78, 8339-8346[2] Joseph Wang *, Samo B. Hocevar, Bozidar Ogorevc, mu., 6, 2004, 176–179Electrochemical Sensor Prepared from Molecular Imprinted forRecognition of 1, 3-Dinitrobenzene (DNB)Y e Liu, Yun-he Qu, Guo-yue Shi*, Li-tong JinDepartment of Chemistry, East China Normal University, Shanghai 200062An electrochemical sensor modified with molecular imprinted polymer (MIP) material and carbon nanotubes was employed to detect target molecules of DNB. All results indicate that the MIP/CNTs sensor establishes a new approach for simple, fast and selective analysis of DNB.Types of explosives Current percentage (CNTs modified electrode) Current percentage (CNTs modified electrode/MIP/CNTs modified electrode) DNB 100% 98.4% DNT 100% 66.8% TNB 100% 54.6% TNT 100% 35.7% GC Glassy Carbon Electrode MIP CNTs DNB。

专利名称：一种磁性分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：周廷廷,孙树凯,田清武,玄超,邓梓雯,翟玉娥,赵鹏,周雨笋
申请号：CN202111204496.0
申请日：20211015
公开号：CN113970581A
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种磁性分子印迹电化学传感器及其制备方法和应用，所述磁性分子印迹电化学传感器的制备方法，包括以下步骤，S1：将碳粉、石蜡油、甲氨蝶呤磁性分子印迹聚合物充分研磨，制成均质的磁性分子印迹碳糊粉末；S2：将步骤S1中制得的磁性分子印迹碳糊粉末作为填充物填充至碳糊电极中，并在光滑称量纸上打磨电极表面，制备磁性分子印迹碳糊电极；S3：将步骤S2中制备的磁性分子印迹碳糊电极作为工作电极，制备磁性分子印迹电化学传感器。

利用本发明中的制备方法制备出来的电化学传感器对甲氨蝶呤的特异性识别性较好，即使是对甲氨蝶呤的结构类似物甲氧苄啶、甲磺隆、叶酸也表现出较好的抗干扰特性。

申请人：青岛大学附属医院
地址：266000 山东省青岛市市南区江苏路16号
国籍：CN
代理机构：西安方诺专利代理事务所(普通合伙)
代理人：景丽娜
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巴比妥类药物的分子印迹电化学传感器的制备与应用分子印迹电化学分析是新近发展起来的学科,主要采用电化学法来研究有机小分子。

本论文在结合分子印迹电化学传感器的科学成果和分子印迹技术所取得的成熟条件的基础上,用简单的方法制备了巴比妥类药物的分子印迹电化学传感器,对此传感器的可行性进行了研究,并表征印迹膜的结构。

其主要内容如下所示:(1)以马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂,甲基丙烯酸为功能单体,在玻碳电极表面电聚合了一种对苯巴比妥分子具有专一性识别的聚合膜。

研究这种印迹传感器的最佳实验条件。

在最佳条件下,采用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及电化学交流阻抗法(EIS)对印迹传感器的性能进行了研究。

实验结果表明:这种印迹传感器对苯巴比妥具有快速响应、专一性识别和高灵敏度的特点。

差分脉冲伏安法表明苯巴比妥的浓度在8.0×10-7~1.0×10-4 mol/L范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数为R=0.9983);检出限为5.4×10-8mol/L(S/N=3)。

此印迹传感器能应用于实际样品中苯巴比妥分子的检测,加标回收率在95.7%~105.0%。

(2)为了提高苯巴比妥分子印迹传感器的灵敏度,以甲基丙烯酸为功能单体、马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂热聚合了一种纳米氧化铜掺杂的苯巴比妥分子印迹传感器。

采用循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗法(EIS)、差分脉冲伏安法(DPV)、计时电流法(CA)对这种印迹传感器的电化学性能进行了研究。

分别采用红外光谱、扫描电镜对此印迹传感器的结构及形貌进行了表征。

结果表明以铁氰化钾为分子探针的间接检测中铁氰化钾的峰电流值与苯巴比妥的浓度在1.2×10-7~1.5×10-4 mol/L范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数为R=0.9984),检出限(S/N=3)为8.2×10-9 mol/L。

将此印迹传感器用于实际应用,回收率在96.5%~103.0%。

基于分子分子印迹和电化学的传感器研究基于分子印迹和电化学的传感器研究随着科技的不断进步，传感器技术不断发展和革新。

其中一种新兴的传感器技术是基于分子印迹和电化学的传感器，它已经被广泛应用于食品、环境和生物医学领域。

在这篇文章中，我们将详细讨论这一技术，并展望其未来的发展前景。

一、基于分子印迹和电化学原理的传感器分子印迹技术起源于上世纪80年代，它是一种通过特定的功能单体和发生聚合反应的交联剂，将目标分子的结构立体复制在聚合物体内，从而形成高效、选择性的目标分子识别体系。

与分子印迹技术密切相关的电化学技术是一种通过分析化学物质在电场下的电化学响应来实现定量和定性分析的方法。

将分子印迹和电化学原理结合，可以构建出具有高灵敏度、高选择性和低成本的传感器，广泛应用于环境监测、食品安全和生物医学等领域。

分子印迹技术在传感器中被用来合成分子印迹聚合物（MIPs），MIPs是一种具有高选择性的人工受体，其结构能够复制目标分子的立体构型。

这些MIPs与电化学传感器相结合，可以形成灵敏、选择性和稳定的感知体系。

二、基于分子印迹和电化学的传感器在环境监测方面的应用在环境保护和生态建设方面，基于分子印迹和电化学原理的传感器已经得到了广泛的应用，例如，该传感器已经被用于检测水质、重金属、农药残留、有机污染物、微生物等。

这些传感器可以准确地检测出目标物质的存在，尤其是检测低浓度的有害物质，因此对环境保护和人民健康具有多方面的益处。

为例，食品安全方面，基于分子印迹和电化学技术的传感器可用于检测大米中的铅污染，这对公共健康和食品安全具有重要的意义。

传感器可以快速、准确地检测出微量的铅，无需进行大规模的化学实验。

再比如，该传感器可以用于监测空气中的有机物质和化学物质，这在人群密集地区非常重要，因为这些物质可能对人体健康产生负面影响。

三、基于分子印迹和电化学的传感器在生物医药方面的应用在生物医药方面，基于分子印迹和电化学原理的传感器已经得到了广泛的应用。

分子印迹技术在化学传感器中的应用摘要：分子印迹技术是一种基于高度特异性识别分子的方法，已在化学传感器中得到广泛应用。

本文探讨了分子印迹技术在化学传感器中的原理、制备方法、优缺点以及应用情况，并对未来的发展进行了展望。

关键词：分子印迹技术；化学传感器；特异性识别；制备方法；应用一、引言随着科技的不断发展，化学传感器在各个领域中得到了广泛的应用，例如生物医学、环境监测、食品安全等。

传统的化学传感器在特异性识别方面存在一定局限性，为了提高传感器的选择性和灵敏度，人们开始使用分子印迹技术来制备具有高度特异性识别分子的传感器。

二、分子印迹技术的原理分子印迹技术是一种基于分子的高度特异性识别方法，其原理是通过模板分子在聚合物体系中形成特定的位点，并在模板分子去除后产生与模板分子结构相互吻合的孔隙。

这种孔隙具有高度特异性，可以选择性地吸附目标分子，从而实现对目标分子的识别。

三、分子印迹技术的制备方法分子印迹技术的制备方法通常包括以下步骤：1. 选择合适的模板分子；2. 与功能单体形成非共价相互作用；3. 聚合反应形成印迹聚合物；4. 消除模板分子生成孔隙。

常用的聚合方法有热聚合、自由基聚合、表面聚合等。

四、分子印迹技术的优缺点分子印迹技术具有以下优点：1. 高度特异性，可以实现对目标分子的选择性识别；2. 可重复使用，具有较长的使用寿命；3. 制备方法简单，成本较低。

然而，分子印迹技术也存在一些缺点，例如制备过程复杂、影响因素多等。

五、分子印迹技术在化学传感器中的应用分子印迹技术在化学传感器中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：1. 生物传感器：利用分子印迹技术可以实现对生物分子的特异性识别，应用于生物医学领域；2. 环境传感器：通过对环境中污染物的识别，实现对环境污染的监测和控制；3. 生物传感器：通过对食品中有害物质的检测，确保食品安全。

六、分子印迹技术在化学传感器中的发展趋势随着科技的不断进步，分子印迹技术在化学传感器中的应用前景十分广阔。

基于分子印迹技术与电化学传感技术的结合与应用研究基于分子印迹技术与电化学传感技术的结合与应用研究摘要：分子印迹技术和电化学传感技术都是当前生物检测领域中的重要研究方向。

本文重点介绍分子印迹技术和电化学传感技术的原理和应用，并分析了二者结合应用的优势和挑战。

最后，展望了未来分子印迹技术与电化学传感技术在生物检测领域中的发展前景。

1. 引言分子印迹技术是一种通过合成特定的分子模板与目标分子相互作用，形成分子识别空位的方法。

电化学传感技术是利用电化学方法去检测化学反应中所产生的电流或电势。

二者相结合能够提高传感器的选择性、灵敏度和稳定性。

2. 分子印迹技术的原理与应用分子印迹技术的原理是通过预聚合物化学反应，在已知目标分子的存在下形成空间结构与目标分子相适应的孔道和功能团。

分子印迹技术的应用包括生物传感、基于分子印迹技术的分离与纯化、药物传递系统等。

3. 电化学传感技术的原理与应用电化学传感技术主要依赖于电化学反应过程中的电流和电位变化来测量和分析目标物质的特性。

电化学传感技术已广泛应用于环境监测、食品安全、医学诊断等领域。

4. 分子印迹技术与电化学传感技术的结合分子印迹技术与电化学传感技术的结合主要通过将分子印迹材料与电化学传感器相结合来实现目标物质的高选择性和高灵敏度检测。

具体方法包括分子印迹膜修饰电极、分子印迹纳米材料修饰电极等。

5. 应用案例（1）环境监测：利用分子印迹技术与电化学传感技术结合，开发出对水中重金属离子进行高选择性测定的传感器。

（2）食品安全：结合分子印迹技术和电化学传感技术，设计出检测食品中有害物质残留的传感器。

（3）医学诊断：利用分子印迹技术与电化学传感技术结合，研发出检测生物标志物的传感器，用于早期疾病的诊断。

6. 优势与挑战分子印迹技术和电化学传感技术相结合的优势在于提高了传感器的选择性和灵敏度，使其能够更准确地检测目标物质。

然而，二者结合应用仍然存在一些挑战，如制备过程的复杂性、性能的可重复性和稳定性等。

分子印迹电化学传感器的制备、应用及发展摘要：分子印迹聚合物(MIP)，对目标分子有良好的选择性，并且具备热力学稳定性好，机械强度高，制备简单，可多次重复使用的优势，是一类重要的人工合成材料。

电化学传感器灵敏度高，成本低，易于微型化。

将分子印迹聚合物作为识别元件用于新型的电化学传感器的制备具有重要的研究价值。

关键词：分子印迹，分子印迹聚合物，电化学传感器目录第一章绪论11.1分子印迹概述 11.2电化学传感器概述 11.3分子印迹电化学传感器概述 2第二章电化学传感器的制备及应用22.1分子印迹电化学传感器的原理 22.2分子印迹电化学传感器的分类 32.3分子印迹电化学传感器的制备 32.4分子印迹电化学传感器的应用及发展 5第三章结论6参考文献7第一章绪论1.1分子印迹概述分子印迹(molecular imprinting)属于超分子化学中主客体化学范畴，是源于高分子化学、材料科学等学科的一门交叉学科。

分子印迹技术(molecular imprinting technique, MIT)是模拟自然界存在的分子识别原理，如酶、抗体和抗原等，以目标分子为模板合成具有分子识别功能的分子印迹聚合物( molecularly imprinted polymers, MIP )。

分子印迹聚合物是一种有固定孔穴大小和形状、以及有一定排列顺序的功能基团的聚合物，它对模板分子表现出高的识别性能。

分子印迹技术是在对抗体-抗原、酶-底物的专一性认识下诞生的，20世纪40年代，诺贝尔奖获得者Paining根据抗体与抗原作用的空穴匹配“锁匙”现象，提出了以抗原为模板制备抗体的理论。

尽管该理论后来被“克隆选择理论”所取代，但是Paining的“锁匙”观点为分子印迹技术的发展打下了基础。

1949年，Dicke首先提出了“专一性结合”的概念，实际上可视为“分子印迹”的萌芽，但在很长的一段时间内没有受到重视。

直到1972年，德国的Wulff研究小组首次报道了合成分子印迹聚合物之后，这项技术才逐步被人们认识。

基于分子印迹聚合膜的电化学传感器和生物传感器的研制基于分子印迹聚合膜的电化学传感器和生物传感器的研制近年来，随着科技的快速发展，电化学传感器和生物传感器在化学分析和生物医学领域发挥着越来越重要的作用。

而基于分子印迹聚合膜的传感器得到越来越多的关注，并且为研究人员带来了很多新的机遇与挑战。

本文将详细探讨基于分子印迹聚合膜的电化学传感器和生物传感器的研制过程、原理以及应用前景。

分子印迹聚合膜是一种以目标分子为模板，通过自组装或者化学反应形成的具有特异性识别能力的聚合物薄膜。

其制备过程一般包括四个关键步骤：模板分子选择、功能单体选择、聚合反应和模板分子的去除。

首先，根据待检测的目标分子，选择合适的模板分子，常用的模板分子包括小分子、蛋白质、核酸等。

接着，选择功能单体，它们可以与模板分子以及其他功能单体通过自组装或者化学反应发生相互作用。

常用的功能单体有乙酸乙烯酯、丙烯酰胺等。

然后，进行聚合反应，将功能单体和交联剂通过化学反应进行聚合形成聚合物薄膜。

最后，去除模板分子，通过洗涤或者其他方式去除聚合物中的模板分子，使薄膜形成具有模板分子特异性识别能力的空腔结构。

这样制备出来的分子印迹聚合膜在电化学传感器和生物传感器中具有极高的应用价值。

基于分子印迹聚合膜的电化学传感器和生物传感器的原理主要有两种：开放式和闭合式。

在开放式系统中，待测目标分子与印迹聚合膜之间的反应通过溶液中物质的扩散来实现。

一般来说，目标分子与聚合物薄膜中的模板分子具有相似的结构和大小，因此能够在聚合物薄膜中与模板分子形成特异性的作用。

当待测目标分子存在于溶液中时，会与聚合物薄膜中的模板分子竞争结合，从而导致聚合物薄膜的电化学响应发生变化。

闭合式系统中，印迹聚合膜和电极直接接触，待测目标分子与聚合物薄膜中的模板分子在电化学传感器的表面发生特异性的反应。

这两种原理提供了不同的信号转换机制，可以根据具体的应用需求进行选择。

基于分子印迹聚合膜的电化学传感器和生物传感器在环境监测、食品安全、生物医学等领域具有广泛的应用前景。

分子印迹聚合物在化学分析与生物传感中的应用分子印迹聚合物（Molecularly Imprinted Polymers，简称MIPs）是一种具有高度选择性和特异性的材料，在化学分析与生物传感领域具有广泛的应用。

本文将从MIPs的基本原理、制备方法以及在化学分析和生物传感中的应用等方面进行探讨。

首先，我们来了解一下MIPs的基本原理。

MIPs是通过模板分子与功能单体之间的相互作用来构建的。

在制备过程中，首先选择一个目标分子作为模板，然后与功能单体进行共聚反应或预聚合，形成聚合物基质。

在聚合过程中，模板分子与功能单体之间发生特异性的相互作用，形成模板-功能单体复合物。

接着，通过引发剂的作用，将功能单体进行聚合反应，形成交联的聚合物网络。

最后，通过去除模板分子，得到具有空腔结构的MIPs。

这些空腔具有与模板分子相互作用的特异性，从而使MIPs具有对目标分子的高度选择性和特异性。

其次，我们来探讨一下MIPs的制备方法。

MIPs的制备方法多种多样，可以根据目标分子的性质和所需应用的具体要求来选择合适的方法。

常见的制备方法包括溶液聚合法、沉淀聚合法、表面印迹法等。

溶液聚合法是最常用的制备方法之一，其步骤简单，适用于大多数目标分子。

沉淀聚合法则适用于那些在溶液中不稳定的目标分子。

表面印迹法是一种将功能单体固定在固体表面上，再进行聚合反应的方法，适用于那些不能溶解在溶剂中的目标分子。

接下来，我们来看一下MIPs在化学分析中的应用。

由于MIPs具有高度选择性和特异性，因此在化学分析中可以用作分离、富集和检测目标分子。

例如，MIPs可以用于环境监测中对有机污染物的富集和分离，从而提高分析的灵敏度和准确性。

此外，MIPs还可以用于食品安全领域的残留农药和毒素的检测，有助于保障公众的健康安全。

最后，我们来探讨一下MIPs在生物传感中的应用。

由于MIPs具有与生物分子相互作用的特异性，因此可以用于生物传感器的构建。

例如，MIPs可以用于药物检测和生物分子的定量分析。