配位印迹聚合物在分析化学中的应用进展.pdf

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1、第40卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第4期2012年4月ChineseJournalofAnalyticalChemisb643～650DOI：10．3724／SP．J．1096．2012．10954配位印迹聚合物在分析化学中的应用进展黄健祥胡玉玲胡玉斐李攻科(中山大学化学与化学7-程学院，广卅I510275)摘要分子印迹聚合物(MIP)黾一种对目标分子(模板分子)具有选择性结合能力的聚合物。配位印迹聚合物(CIP)是基于金属离子与功能单体、模板分子间配位作用的分子印迹聚合物，既沿袭了MIP的优点，又具有适用于极性环境等优点，在食品、环境、生物、医药等领域目标物的识别中有良好的

2、应用潜力。本文介绍了CIP的原理和特点，综述了CIP在分析化学中的应用进展，展望了CIP的发展前景。关键词分子印迹聚合物；配位印迹聚合物；分析化学；评述1引言M把配位印迹聚合物(Compleximprintedpolymer,CIP)是一种对目标配合物(模板配合物)具有选择性▲结合能力的聚合物，是分子印迹聚合物(Molecularlyimprintedpolymer,MIP)的一个．重此把要发展方向和研m究热点。CIP的常见制备流程类似于MIP,如图1所示：将模板分子、中心金属与功能单体混合溶解在聚◆0盯㈨合溶剂(致孔剂)中，三者形成配合物；然后加入交联剂、引发剂，热引发或紫外照射引一发聚合后

3、形成高度交联的聚合物；最后通过适当的溶剂洗脱除去模板配合物，聚合物中形成了与原模板配合物大小、形状和空间结构互补并且具有多重作用位点的“空穴”。空穴(印迹空腔)在空间大小和形状◆上以及化学作用方面都是与模板配合物相匹配的，具有选择性地与之重新结合的能力。在制备MIP时，聚合物与模板分子的结合是基于静电作用、范德华力、疏水作用、氢键等作用力，其中氢键作用力是应用较为广泛的一种。由于具有结构预置性、广泛适用性、良好的机械和化学稳定性，MIP被广泛应用于各个领域“：。但MIP的选择性识别能力存在一些不足之处，如氢键作用力易受极0嚣。性环境的影响，导致MIP的印迹效果减弱，选择性降低。因此，在制备以水

4、溶性分子为对象的MIP或把图1配位印迹聚合物制备流程图MIP应用于极性环境时受到限制13]。Fig．1Schematicrepresentationofpreparationproceduresfor基于金属离子与功能单体、目标分子配位作用compleximprintedpolymer的CIP是解决上述问题的有效途径之一。由于配位键比氢键、范德华力、静电作用、疏水作用等具有更强的作用力，且具有定向性，有利于制备高选择性的印迹聚合物；通过金属配位作用结合的识别过程具有结合快速且可逆的优点，改善了共价作用的不足，兼备了共价作用和非共价作用的优点；另外，金属配位作用在极性体系中可以稳定存在，这就使水

5、溶性目标分子的印迹聚合物的制备和应用成为可能；金属配位作用具有良好的热力学稳定性，比较容易达到动力学平衡，应用范围广泛；再者，由于过渡金属在不同氧化状态下具有不同的化学特性，以它和模板分子组成的化合物也就具有多种性：质和催化效应[41。目前，CIP的制备多采用本体聚合法】，后处理过程繁杂，需经过粉碎、筛选等手续，费时耗力，且聚合物的吸附性、选择性和利用率均会受到影响；其次使用较多的表面修饰法是：各种形状底材(如膜【6J、微球p、纤维)的表面修饰一层CliP。该法可改善本体聚合法等方法中模板包埋过深或过紧，从而导致无法洗脱下来和使用过程中“渗漏”的问题，目标物质较易离开或接近聚合物的印迹位点，具

6、有良好的应2011-08-25收稿；2011—1卜20接受本文系国家自然科学基金(Nos．21075140,21105133，21127008)资助项目E-mail：cesgkl@mail．sysu．edu．cn分析化学第4O卷用性能。在固载CIP前，底材往往需经过处理，从而带有能键合聚合物的基团；或结合原位聚合法，膜状底材吸附预聚溶液后引发聚合得到贯穿底材的CIP[l。此外电聚合法在铂电极表面固载CIP也有报道[】。虽然CIP的研究尚处于初级阶段，但因具有适用于极性体系的优点已引起了广泛关注。有关CIP研究的报道日趋增多，下面将重点评述其在分析化学中的应用。2配位印迹聚合物在分析化学中的应用

7、CIP与MIP的在结构上主要差异是CIP的“模板分子”，即“模板配合物”包括两个部分：中心配位金属和配体(目标分子)，其识别作用的原理类似于配体交换吸附剂，但具有更好的选择性和适应性。CIP使用的中心离子经常是Cu2。。，Co，Zn，Ni等过渡金属离子。制备时根据功能单体及目标分子的配位能力来选择中心金属，金属离子和抗衡离子的种类均会影响印迹效果和选择性识别能力；模板分子一般带有含N，0，s等可提