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1、2009年10月重庆文理学院学报(自然科学版)Oct1,2009第28卷第5期JournalofChongqingUniversityofArtsandSciences(NaturalScienceEdition)Vol128No15分子印迹技术的原理与研究进展梁金虎,罗林,唐英(重庆文理学院化学与环境工程学院,重庆永川402168)[摘要]分子印迹是制备具有分子特异识别功能聚合物的一种技术.本文介绍了分子印迹技术的基本原理与印迹聚合物的制备方法,综述了该技术在色谱、固相萃取、药物分析、生化分离、生物传感
2、器技术以及生物催化方面的研究与应用,并对未来的发展方向进行了展望.[关键词]分子印迹技术;分子印迹聚合物;基本原理;分子识别;综述[中图分类号]O641.4[文献标识码]A[文章编号]1673-8012(2009)05-0038-06在自然界中,分子识别在生物活性方面发挥(SocietyofMolecularImprinting,SMI).目前,全世着重要作用,大多数生物分离技术都依赖于分子界主要有瑞典、日本、德国、美国、中国、澳大利识别作用.为了合成一种对给定分子(目标分亚、法国等10多个国家,100个
3、以上的学术机构子)有识别能力的聚合物,科学家们进行了各种和企事业团体在从事MIPs的研究与开发.我国尝试,最早可以追遡到Fischer的“锁-匙”理从事这方面的研究还不到10年,国内主要研究[1][2]论.此后,1940年诺贝尔奖获得者Pauling提机构有大连化学物理研究所、兰州化学物理研究出了可利用抗原作为模板来铸造抗体的空间结所、南开大学、湖南大学、东南大学、军事科学院[3]合位点理论.1949年,Dickey首先实现了染料毒性物理研究所、防化研究院等,涉及领域有环在硅胶中的印迹并提出“分子印迹”的
4、概念.1972境、医药、食品、军事等,如在色谱中对映体和异[4]年Wulff等首次成功制备出对糖类化合物有构体的分离、固相萃取、化学仿生传感器、模拟酶较高选择性的共价型的分子印迹聚合物(Molec2催化、临床药物分析、膜分离技术等领域都取得[6]ularlyImprintedPolymers,MIPs),使这方面的研了一定的进展.究产生了突破性进展.但由于其研究主要集中在1分子印迹技术的基本原理、特点及聚合共价型模板聚合物上,动力学过程较慢,且应用物的制备仅限于催化领域,因此其在分子识别领域的应用并没有展
5、开.20世纪80年代后非共价型模板聚1.1分子印迹技术的基本原理合物的出现,尤其是1993年Mosbach等人在分子印迹技术是将模板分子(印迹分子、目《Nature》上发表了有关茶碱分子印迹聚合物的标分子)与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合[5]研究报道,分子印迹技术以其通用性和惊人的得到固体介质,然后通过物理或化学方法洗脱除立体专一识别性,越来越受到人们的青睐.去介质中的模板分子,得到“印迹”有目标分子近年来,分子印迹技术已广泛应用于色谱分空间结构和结合位点的MIPs.可以设想:一系列离、固相萃取、药物
6、分析、生物传感器技术以及催功能单体在溶液中与模板分子相遇,它们之间可化合成等诸多领域,并由此使其成为化学和生物以通过氢键、静电作用、疏水作用以及其它非共学交叉的新型领域之一,显示出良好的应用前价的相互作用,使这些功能分子彼此间以与模板景,得到了迅速发展.1997年,美国出版了第一分子结构相互补的有序状态而排布起来.分子印[7]本分子印迹技术的专论并成立分子印迹协会迹的过程如图1:在功能单体和模板分子之间[收稿日期]2009-03-30[基金项目]重庆文理学院学生科研项目(XY2008008).[作者简介]
7、梁金虎(1987-),男,山西朔州人,主要从事分析化学研究.38制备出共价的配合物或形成非共价的加成产物;去,于是在高聚物内,原来由模板分子所占有的对这种单体-模板配合物进行聚合;将模板分子空间形成了一个遗留的空腔.在合适的条件下,从聚合物中除去.在第一步中,功能单体和模板这一空腔可以满意地“记住”模板的结构﹑尺寸分子之间可通过共价联结或通过处于相近位置以及其它的物化性质,并能有效而有选择性地去的非共价联结而相互结合.第二步,配合物被冻键合模板(或类似物)的分子.根据模板分子同结在高分子的三维网格内,而由
8、功能单体所衍生聚合物单体的官能团之间作用形式不同,分子印的功能残基则按与模板互补方式而拓扑地布置迹技术主要分为共价键法和非共价键法两类.于其中.在第三阶段,将模板分子从聚合物中除图1分子印迹过程示意图1.1.1共价法布,但对分离过程影响不大,所以色谱固定相、膜共价法又称预组织法,该方法主要由等分离介质的制备可优先考虑非共价法.[4]Wulff等创立.在此方法中,印迹分子与单体通除了以上这两种基本模式外,也有报道将共过共价键结合
