分子印迹聚合物材料的合成与应用研究

摘要:分子印迹技术是制备对特定目标分子具有特异性识别能力的高分子材料的技术，所制备的高分子材料被称为分子印迹聚合物.分子印迹聚合物因具有预定性、识别性和实用性三大优点己]’一泛应用于分离、模拟抗体与受体、催化剂以及仿生传感器等方面和领域，显示出了]’一泛的应用前景.作者对分子印迹技术的发展历史、基木原理、分类、应用现状以及一些新的研究热点进行了综述.

关键词:分子印迹技术;分子印迹聚合物;研究进展

1分子印迹技术的基本原理

分子印迹是制备对特定目标分子具有特异性识别能力的高分子材料的过程，目标分子又叫作模板分子或者印迹分子.分子印迹技术则是指为了获得在空间和结合位点上与目标分子相匹配的高分子材料的制备技术川.分子印迹聚合物的制备过程一般包括三个过程:cm首先根据模板分子选择合适的功能单体，并在致孔溶剂中使功能单体与模板分子通过两者官能团之间的相互作用(包括共价、氢键及其他一些弱作用)形成某种可逆复合物;(2)加入交联剂，在引发剂的作用下引发单体进行光聚合或热聚合，将模板分子与功能单体形成的可逆复合物“冻结”起来，使得模板分子被包埋在所形成的刚性高分子材料内;(3)采用物理或化学

的方法将模板分子从高分子材料中洗脱出来，在模板分子所占据的空间位置和结构处遗留下来一个三维孔穴，该孔穴在尺寸、形状和结构方而与模板分子相匹配，同时由于功能单体具有与模板分子官能团互补的功能性官能团，因此所合成的分子印迹聚合物能够特异性的与模板分子进行识别和结合(见图1).因为分子印迹聚合物是根据模板分子“量身定做”的，因此分子印迹聚合物对模板分子(或结构类似物)具有较高的特异性识别能力，这种识别类似于生物学中酶和底物之间的相互作用，并且这种识别能力可以和(单克隆)抗体相媲美，分子印迹聚合物被MOSBACH教授形象地称为“塑料抗体”。

2分子印迹技术的分类

按照功能单体与模板分子之间结合方式以及作用力的不同，分子印迹技术分为预组装法和自组装法两种(图2)，在两者的基础上又衍生出了结合两种基本方法特点的结合法.

第２４卷第３期　２００２年９月　湖北大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　０ｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖ０Ｉ．２４　Ｎｏ．３　Ｓｅｐｔ．．２Ｏ０２　

文章编号：１０００—２３７５（２００２）Ｏ３一Ｏ２５Ｏ一０６　

分子印迹聚合物及其在有机合成中的应用　

袁小亚，余响林，黄锦霞　

（湖北大学高分子材料湖北省重点实验室，湖北武汉４３００６２）　

摘要：分子印迹技术是近年发展起来的一种新颖的有机合成手段．评述了分子印迹聚合物的制备方法　及尚有待深入的关键问题，重点介绍了分子印迹聚合物用作催化剂在有机合成中应用的优势及研究近况，特　

别是用作手性催化剂不对称合成光学活性物质．并设计将分子印迹聚合物用于催化醛酮不对称还原反应，可　获得较高光学产率的手性醇，其％ｅ．ｅ值达９５％以上．　关键词：分子印迹聚合物；催化剂；手性；不对称有机合成　中图分类号：０６３１　文献标识码：Ａ　

在天然生物体如酶，受体和抗体中，分子识别在生物活性方面有着重要的作用．这种高选择性来源　

于与底物相匹配的孔穴的存在．为获得这样的孔穴，人们应用小分子环状或桶状化合物如冠酶、环番、环　

糊精、杯芳烃ｎ　等来模拟生物体系．采用分子印迹（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）技术同样可以制造出这样的匹　

配的孔穴．如果以一种分子为模板，其周围用聚合物交联，当模板分子除去后，聚合物中就留下了与此分　

子形状相似的孔穴．运用这种原理，１９７２年，Ｗｕｌｆ等　首次成功制备出分子印迹聚合物（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙ　ｉｍ．　

ｐ面ｔｉＩｌｇ　ｐｏｌｙｍｅｒ以下简称ＭＩＰ），开创了分子识别的新领域．经过近３０年的发展，分子印迹技术趋于成熟，　

并在分离提纯、模拟酶、生物传感器以及有机合成等众多领域显示出广阔的应用前景　Ｊ．　

１分子印迹聚合物的制备　

１．１　ＭＩＰ的制备原理　分子印迹技术是一种将具有特异识别功能的位点引入高交联聚合物的技　

· 868 · 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2009, 44 (8): 868−872

芹菜素分子印迹聚合物的合成及谱学研究

李丽丽, 陈小明*

(湘潭大学化学学院, 湖南 湘潭 411105)

摘要: 采用分子印迹技术合成芹菜素分子印迹聚合物。紫外光谱法证明了模板分子与功能单体之间存在相互作用, 据此选择了聚合反应合适的溶剂并推测出聚合物的印迹机制; 傅立叶红外光谱仪测定了聚合物的结构特征; 平衡结合实验研究了聚合物的吸附特性。结果表明, 在所研究的浓度范围内 (0.1～2.5 mmol·L−1), 印迹聚合物的吸附量大于空白聚合物的吸附量, 由Scatchard分析得聚合物对芹菜素的识别主要有两类结合位点, 其离解常数KD和最大表观结合量Qmax分别为2.52×10−4、0.54×10−3 mmol·L−1和2.65、18.89 µmol·g−1。分子印迹聚合物呈现出空白聚合物没有的高选择性。 关键词: 分子印迹聚合物; 芹菜素; 紫外光谱; 红外光谱; Scatchard分析 中图分类号: O657.3 文献标识码: A 文章编号: 0513-4870 (2009) 08-0868-05

Preparation and spectral characterization of apigenin

molecularly imprinted polymer

LI Li-li, CHEN Xiao-ming*

(College of Chemistry, Xiangtan University, Hunan 411105, China) Abstract: An apigenin molecularly imprinted polymer was prepared by bulk polymerization using apigenin as template, acrylamide (AA) as a functional monomer, ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) as a crosslinking agent, acetonitrile and N, N-dimethylformamide as porogenic solvents, and 2, 2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator. The interaction between template and functional monomer was proved by ultraviolet visible (UV) spectrophotometry and based on the results, appropriate reaction solvent was selected and the synthesizing process was estimated. The molecularly imprinted polymer structure was analyzed by Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectrophotometry. The molecularly imprinted polymer was investigated in equilibrium binding experiment to evaluate its adsorption property, the results showed that the adsorption of apigenin on molecularly imprinted polymer is higher than that on blank polymer in the studied concentration range (0.1 − 2.5 mmol·L−1). Scathcard analysis showed that two classes of binding sites existed in the apigenin imprinted polymers, with their KD and Qmax estimated to be 2.52×10−4, 0.54×10−3 mmol·L−1 and 2.65, 18.89 µmol·g−1, respectively. Molecularly imprinted polymer showed higher affinity than blank polymer. Key words: molecularly imprinted polymer; apigenin; UV absorption spectral; FI -IR; Scatchard analysis

收稿日期:2004-09-20项目基金:国家杰出青年科学基金资助(批准号:20025617)作者简介:王　虹(1962-),男,安徽合肥人,博士后,主要从事聚合物材料的研究工作。联系人:孙　彦,电话:(022)27404981。 文章编号:1004-9533(2005)05-0367-04分子印迹聚合物材料的制备及其应用王　虹,黄　亮,孙　彦(天津大学化工学院,天津300072)摘要:作为一种人工受体合成技术,分子印迹方法近年来取得了长足的进展。本文阐述了分子印迹方法的基本原理,详细地讨论了单体、交联剂和印迹分子的选择以及材料的制备等问题。通过讨论,分析了共价及非共价两种结合模式,指出了两者各自的适用范围;比较了3种不同印迹聚合物材料的制备方法;详细介绍了分子印迹聚合物材料在色谱分离、传感器技术、有机合成、催化材料及环境保护等各个领域的具体应用。关键词:分子印迹聚合物;分子识别;分离中图分类号:O63　文献标识码:APreparationandApplicationofMolecularlyImprintedPolymersWANGHong,HUANGLiang,SUNYan(SchoolofChemicalEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Asatechniqueforthesynthesisofartificialreceptors,molecularimprintingstrategyhasachievedgreatadvancesinrecentyears.Inthisarticle,anelucidationonthebasicprincipleswasgiven;theselectionofmonomer,crosslinkerandimprintingmolecule,aswellasthepreparationofpolymericmaterialwereproposed.Basedondetailedanalysis,thedifferencesconcernedthecharacteristicsofcovalentandnon2covalentbindingformsinvolvedinthetechniquewereclearlydemonstrated,threefeaturedpreparationmethodswerediscussed,andthebroadapplicationsofmolecularlyimprintedpolymers(MIPs)inthefieldsofchromatographicseparation,sensingtechnique,organicsynthesis,catalysisaswellasenvironmentalprotectionswereintroduced.Keywords:molecularlyimprintedpolymer;molecularrecognition;separation 不同分子间的特异性相互作用常被称为是分子识别作用,对该现象的研究及模拟是生物学、化学等领域里的热门课题[1]。近年来,随着相关学科的不断发展,人们对其的关注程度与日俱增,各种研究结果不断见诸报道,而与其有关的新发现