分子印迹聚合物的特性及其应用

分子印迹聚合物研究进展及应用（2012—2013年期间）【摘要】综述了分子印迹聚合物特性研究及应用在2012-2013年期间最新成果，主要总结了分子印迹聚合物行为特性研究进展及分子印迹聚合物的应用。

并提出一些分子印迹聚合物研究上相对薄弱和不足之处。

【关键词】分子印迹聚合物；应用；研究进展分子印迹，是指用化学方法制备对某一特定分子具有特异选择性的聚合物的过程。

1931年由Polyakov最先提出，20世纪80年代后迅速发展。

分子印迹技术得到迅速发展主要原因是它具有构效预定性、特异识别性、广泛实用性三大优点。

分子印迹在药物分离、食品与环境检测、抗体或受体模拟、传感器等诸多领域都有广泛的应用。

1 分子印迹聚合物最新研究成果1.1 分子印迹聚合物吸附行为研究被吸附分子到达结合位点及其与印迹位点的结合是影响分子印迹聚合物吸附行为的重要因素。

杨强[1]等以木犀草素为模板分子，丙烯酰胺和4-基吡啶为功能单体乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，用本体聚合法制备了分子印迹聚合物，通过对聚合物的结构表征与吸附性能测试，发现功能单体对印迹聚合物的物理形貌、平均孔径、孔容比表面积有很大影响，这些结构特征与印迹聚合物的吸附性能密切有关。

1.2 对于水溶液体系的分子印迹聚合物研究进展随着分子印迹技术的飞速发展，分子印迹聚合物作为具有专一性识别能力的合成受体，在环境监测食品安全分析与临床医学诊断等领域展现出广阔的应用前景。

而由于这些检测的溶液均为水溶液体系，因此开发在水溶液中具有优异专一分子识别性能的分子印迹聚合物受到了广泛的关注。

张会旗[2]等人从分子设计出发，将可控/“活性”自由基聚合与分子印迹聚合物研究有机地结合起来，利用可控/“活性”自由基聚合技术{包括Iniferter-诱导的可控自由基聚合、原子转移自由基聚合及可逆加成/裂解链转移（RAFT）聚合}制备表面具有亲水性高分子刷或高分子水凝胶超薄壳层的分子印迹聚合物微球。

通过在分子印迹聚合物微球的表面引入亲水性高分子壳层的方法来达到提高其表面亲水性、降低其在水溶液中对所需识别分子的非专一性吸附、并最终得到适于水溶液体系的分子印迹聚合物的目的。

分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用分析分子印迹聚合物是一种高效的药物分析方法，通过特异性的分子印迹技术，可以将目标物质分离出来，并进行定量分析。

本文将详细介绍分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用。

一、分子印迹技术的原理分子印迹技术是一种基于分子识别和选择性结合的分离和分析方法。

它可以通过预先合成单体与目标分子构形相似的模板分子相互作用并形成具有空穴结构的聚合物。

在去除模板分子后，这些聚合物中形成的空穴可以特异地结合目标分子，从而实现目标分子的高效准确分离和定量分析。

二、分析分子印迹聚合物在药物分析中的应用1. 药物类别的分离分析分子印迹聚合物可以用于特定药物类别的高效分离。

例如，可以根据模板分子的特异性结合，使用分析分子印迹聚合物来分离氨基酸药物、激素类药物、抗生素等不同种类的药物。

这对于药物分析和药物研究具有重要意义。

2. 药物的定量分析利用分析分子印迹聚合物可以实现药物的定量分析，将其与其他检测方法相比，具有高度的选择性和灵敏度。

分析分子印迹聚合物可以用于药物的高效定量分析和毒物的检测。

3. 药物代谢产物的检测药物在体内代谢产生的新分子通常比药物本身更难检测。

使用分析分子印迹聚合物可以特异性地识别和提取代谢产物，实现药物代谢产物的定量分析，有助于药物代谢研究的开展。

4. 食品中药物残留的检测食品中药物成分的快速准确检测一直是工业和政府部门关注的热点问题。

分析分子印迹聚合物可以通过特异性地结合单一或多种残留药物，实现食品中药物残留的高效精确检测和快速鉴定。

三、分析分子印迹聚合物的优势1. 高选择性分析分子印迹聚合物可以根据目标分子的特异性结合，实现高度选择性的分离和检测。

与其他检测方法相比，分析分子印迹聚合物具有更高的准确性和特异性。

2. 高灵敏度由于分析分子印迹聚合物可以精确结合目标分子，因此具有高度的灵敏度。

通过定量分析目标物质在分子印迹聚合物中的含量，可以精确测量药物的浓度和残留量。

3. 良好的重复性和稳定性分析分子印迹聚合物制备过程标准化程度高，可以保证实验的重复性和稳定性。

三种分子印迹的原理与应用1. 引言分子印迹技术是一种基于分子识别的方法，通过合成分子印迹聚合物（MIPs）来选择性识别目标分子。

根据不同的制备方法，可以分为三种分子印迹：非共价相互作用型、共价相互作用型和半共价相互作用型分子印迹。

2. 非共价相互作用型分子印迹非共价相互作用型分子印迹主要利用分子间的非共价相互作用（如氢键、范德华力等）来识别目标分子。

主要工艺包括自组装、缩合聚合法和前驱体中位取代法。

•自组装法：通过模板分子与功能单体形成一定的分子间作用力，进而在功能单体中自组装形成孔道结构来识别目标分子。

•缩合聚合法：通过在模板分子周围引入功能单体，通过缩合反应形成共价键，生成聚合物介孔结构，实现对目标分子的识别。

•前驱体中位取代法：通过将模板分子置于功能单体中间位置，然后利用引发剂诱导交联反应，形成孔道结构以识别目标分子。

3. 共价相互作用型分子印迹共价相互作用型分子印迹是利用目标分子与功能单体之间通过共价键形成的稳定连接来实现目标分子的选择性识别。

主要有两种方法：原位聚合法和后位聚合法。

•原位聚合法：在模板分子与功能单体经过共价键连接后，以功能单体为单体发起剂进行自由基聚合，最终形成孔道的聚合物结构来选择性识别目标分子。

•后位聚合法：首先将模板分子稳定连接在载体上，然后对功能单体进行自由基聚合反应，最终脱除模板分子，形成孔道结构用于识别目标分子。

4. 半共价相互作用型分子印迹半共价相互作用型分子印迹是利用目标分子与功能单体之间通过共价键和非共价键（如氢键）形成的半共价键连接来实现目标分子的选择性识别。

•比较常见的方法是利用共轭自由基诱导剂（CDRI）作为共价发起剂，引发功能单体的自由基聚合，最终形成聚合物介孔结构，实现对目标分子的识别。

5. 应用分子印迹技术在各个领域都有广泛的应用：•生物医学领域：可以用于药物分析、生物传感器等。

例如，可以使用分子印迹聚合物来选择性识别某种药物，从而实现药物检测和分离纯化。

分子印迹聚合物固相萃取及其应用摘要：分子印迹作为制备对某一特定的分子（印迹分子或模板分子）具有特异性识别的聚合物的过程，在分离分析、仿生传感器和模拟酶催化等方面具有重要的应用前景。

关键词：分子印迹分子印迹聚合物固相萃取应用前景分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers ，mips）是一种人工合成的具有分子识别能力的新型高分子材料，合成此聚合物的技术是在pauling 的“抗原--抗体”作用学说以及dickey 的“专一性吸附”理论的启发下建立起来的。

此外，它具有稳定的物理化学特性和机械性能，能耐高温、高压；抵抗酸、碱、高浓度离子及有机溶剂的作用，并可以反复使用。

近十几年来，利用基于mips 的技术从环境样品（水和土壤）和生物样品（血液、尿液、动物肝脏、植物）中萃取分析物受到越来越多的关注，并取得了良好的效果，本文主要综述分子印迹聚合物的制备及其在固相萃取中的应用。

一、分子印迹聚合物的制备原理mips 制备的基本原理是，在适当的溶剂中，经交联剂作用，模板分子与一种或几种功能单体形成含有模板分子的聚合物母体，然后通过物理或化学途径除去母体中的模板分子，最终得到分子印迹聚合物（mips）。

二、分子印迹聚合物的制备方法按照单体与模板分子结合方式不同，分子印迹主要可以分为预组织法和自组装法两种基本方法（一）预组织法合成分子印迹聚合物预组织法（preorganization）又称共价法，在此方法中，印迹分子先通过共价键与功能单体相结合，形成单体- 模板分子复合物[1]，然后加入交联剂交联聚合，聚合后再通过化学方法使共价键断裂而去除印迹分子。

（二）自组装法合成分子印迹聚合物在制备分子印迹聚合物的过程中，印迹分子与功能单体首先通过一种或几种非共价键作用自组装成具有多点相互作用和确定关系的复合物[2]，再加入交联剂和引发剂，聚合后这种相互作用被固定下来，然后通过淋洗除去印迹分子，如此就可以得到分子印迹聚合物。

分子印迹聚合物的原理和作用方式MIPs是以某种化合物的分子结构为模板合成的聚合物。

在印迹分子存在的条件下,将带有特殊官能团的单体与大量的基质单体在适当的介质中进行模板聚合反应，两者之间发生相互作用，如共价和分子间作用力。

由于印迹分子的存在,因此在聚合过程中,单体分子本身所带的官能团会根据与印迹分子相互作用的需要, 在分子印迹分子周围按一定的取向和排列形成分子聚合物，形成特定的空间构象，得到高度交联的聚合物。

聚合结束后通过洗脱等方法除去聚合物上结合的印迹分子,聚合物主体上就形成了与印迹分子空间结构匹配的具有多重作用位点的“空穴”结构。

这种具有“记忆”效应的印迹聚合物对印迹分子及其它与印迹分子结构相似的客体分子具有较高的特异性结合能力,类似于酶-底物的“钥匙-锁”相互作用,依赖于印迹聚合物和客体分子大小及形状的匹配。

如图1所示：根据模板分子和功能单体形成复合物时作用力的性质，分子印迹可分为共价型和非共价型两种。

两种印迹类型的印迹过程如图2所示。

共价键法在共价型印迹过程中,印迹分子与官能团单体以共价键形式结合而形成印迹分子的衍生物，该衍生物在交联剂的存在下连接到聚合物的基质上。

在印迹聚合物形成后,再将与印迹分子连接的这些共价键打断，并将印迹分子洗脱出来，从而形成具有吸附活性的印迹聚合物。

在共价键法中，所采用的单体通常为低分子化合物，在选择时应考虑该单体与印迹分子形成的共价键键能要适当，达到在聚合时能牢固结合，在聚合后又能完全脱除的目的；另外还要考虑该单体与客体印迹分子有良好的相互作用。

目前，共价键结合作用包括硼酸酯、西佛碱、缩醛(酮)、酯、螯合键作用等。

非共价键法把适当比例的印迹分子与官能团单体和交联剂混合，通过非共价键结合在一起制成非共价键印迹分子聚合物。

这些非共价键包括离子键、氢键、偶极作用、疏水作用、静电作用以及范德华力等。

由于这种方法与溶剂的极性密切有关，所以印迹高聚物的形成是在有机溶剂中完成的。

分子印迹聚合物的制备及其应用分子印迹聚合物，简称MIP，是一种高分子材料，它的制备方法类似于钥匙和锁的关系。

利用特定的分子作为模板，在聚合物的结构中留下“钥匙孔”，这些孔可以高度选择性地识别和结合相应的分子。

因此，MIP具有广泛的应用领域，包括化学分析、生物医药、环境监测等。

一、分子印迹聚合物的制备MIP的制备通常涉及以下步骤：1. 模板选择。

选择适当的模板分子，考虑分子的大小、结构、稳定性等因素。

常用的模板分子包括小分子、蛋白质、药物、环境污染物等。

2. 功能单体选择。

功能单体是聚合物中可与模板分子相互作用的单体，通常选择与模板分子具有亲和性的单体作为功能单体。

3. 交联剂选择。

交联剂是聚合物化学反应中将各个单体交联成结构稳定的键，单体与交联剂的比例很重要，过多会导致聚合物不稳定，过少则容易失去亲和性。

4. 聚合反应。

在功能单体与交联剂的作用下，聚合物会自然形成具有特定的孔道结构，从而构建出“钥匙孔”，具有选择性识别和结合模板分子的能力。

二、分子印迹聚合物的应用1. 化学分析MIP具有高度选择性，可以识别和结合具有相似结构的分子，因此在化学分析中有广泛的应用，包括药物分析、环境检测等。

例如，MIP可以用于乃米西星的抗体分析，其分析结果与一般的酶标测定法相当，但是其特异性更强，同时不会被其他具有相似结构的分子所干扰。

在环境检测中，MIP可以用于检测废水中的有机污染物。

2. 生物医药MIP还可以作为药物传递系统的载体。

例如，可以将药物分子作为模板，制备出具有选择性识别和释放药物分子的聚合物，从而提高药物的疗效和降低不良反应发生的风险。

此外，MIP还可以用于诊断，可以作为医学影像材料，进行生物分子或细胞标记和成像等。

3. 环境监测MIP具有高灵敏度和选择性，可以用于检测或去除废水中的有机污染物，包括防止水源污染、地下水中有毒物质的检测等。

例如，MIP可以制备出特异性识别苯酚的聚合物，可以用于苯酚的去除和检测；同时可以制备出特性识别多环芳烃类环境污染物的聚合物，从而减轻环境污染对生态的影响。

多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物及其制备方法和应用第一部分：引言1.1 介绍多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物在当今的科学研究和生物技术领域，多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物已经成为一个备受关注的研究领域。

这种聚合物具有独特的特性和广泛的应用前景，可以在医药、食品安全和生物传感等领域发挥重要作用。

本文将深入探讨多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的制备方法、特性及其在生物领域中的应用。

1.2 关于多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的重要性随着生物技术与材料科学的不断发展，多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物在蛋白质分离、检测和生物传感领域中展现出了独特的优势。

通过对特定蛋白质分子的选择性识别和结合，这种聚合物可以提高分离和检测的灵敏度和准确性，为生物医学和生命科学研究提供了有力的支持。

第二部分：多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的制备方法2.1 分子印迹技术在多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物中的应用多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的制备涉及到分子印迹技术，这是一种通过特异性识别目标分子的方法。

在制备多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物过程中，分子印迹技术起着至关重要的作用，它可以通过分子间的特异相互作用，如氢键、范德华力、静电相互作用等，实现对目标蛋白质分子的选择性识别和结合。

2.2 制备多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的方法在制备多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的过程中，主要包括模板蛋白的选择、功能单体的设计、聚合反应、模板蛋白的去除等步骤。

选择合适的模板蛋白作为目标分子，然后设计相应的功能单体，使其能够与模板蛋白特异性结合。

接着进行聚合反应，将功能单体与交联剂聚合成聚合物，同时模板蛋白被锁定在聚合物内部。

最后通过适当的条件，将模板蛋白从聚合物中去除，得到多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物。

第三部分：多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物的应用3.1 在生物传感领域的应用多肽交联的蛋白质分子印迹聚合物在生物传感领域具有重要的应用价值。

通过对特定蛋白质分子的高效识别和检测，可以实现对生物标志物的快速、准确检测，对疾病的早期诊断和治疗提供了重要的支持。

分子印迹技术的原理与应用分子印迹技术是一种重要的化学分析工具，旨在培育或制备具有特异性结合能力的高度选择性分子。

该技术在药物检测、生物检测和环境监测等领域得到了广泛的应用。

本文将探讨分子印迹技术的基本原理及其在不同领域中的应用。

一、分子印迹技术的基本原理分子印迹技术是一种基于生物学中抗体结合原理的化学分析方法，但是它使用人工合成的分子代替天然的抗体。

其基本原理是利用聚合物、功能材料或生物大分子作为母体，添加布满功能单体的“模板”分子进行聚合。

在反应结束后，去除模板分子，留下结构上对应的“印迹”位点。

从原液或标准答案中筛选出可高度特异性识别目标分子的“印迹聚合物”。

分子印迹聚合物是聚合物大分子，其分子结构中包含有针对目标分子的固定结构。

这些结构可以与目标分子发生特异性结合，并选择性地分离目标分子。

分子印迹技术主要包括三个阶段。

第一阶段是模板分子的选择和与该模板分子相应的交联单体的选择。

在这一阶段，分子印迹聚合物需要被打造成在相同条件下多次差不多的合成成果。

因此，在合成聚合物时，要列出药物、毒物或肽段分子的性质和性质之间的变异范围。

第二阶段是单体与模板的洗脱。

在这一阶段，可以使用地刺橙、导体薯等溶剂来洗脱模板分子。

这些溶剂通常是与水失去平衡，而且是不相容的。

第三阶段是印迹聚合物的筛选、制备和性能评估。

在此阶段，需要选择合适的试验条件，以确定印迹聚合物的最佳运行条件。

此过程中的关键是判断功能单体与可用的世界性的选择性。

另外，聚合物分离的纯度和分离结果的结果也需要考虑。

二、分子印迹技术在药物检测中的应用分子印迹技术主要被应用于药物检测和分析中。

在药物检测中，分子印迹技术可以被用来检测毒品、药物和化合物，从而帮助控制药品滥用和城市污染。

例如，根据分子印迹技术，可以开发出针对多种药物的检测系统。

三、分子印迹技术在生物检测中的应用在生物检测领域中，分子印迹技术可以被用来检测各种生物分子。

例如，它可以用于蛋白质、抗体、细胞和细胞表面物质的检测和分离。