生物大分子印迹传感器研究进展.pdf

《生物大分子印迹传感器研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第44卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第1期2016年1月ChineseJournalofAnalyticalChemistry152159DOI：10．11895／j．issn．0253~820．150523i评述与进展i；；；；哆生物大分子印迹传感器研究进展马雄辉李建平王超，徐国宝，(桂林理工大学，化学与生物工程学院，桂林541004)(中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室，长春130022)摘要分子印迹传感器在有机小分子分析检测方面的应用已趋近成熟，在生物大分子检测方面的应用近年来也逐渐增多。本文就近年来分子印迹技术在大分子生物传感器中的构建

2、及应用进行综述，包括光学传感器、电化学传感器、质量型传感器等，并对目前分子印迹传感器在生物大分子检测方面存在的问题进行分析，对生物大分子印迹传感器的未来发展方向提出展望。关键词分子印迹传感器；生物大分子；综述1引言1．1分子印迹技术1．1．1分子印迹的发展分子印迹起源于2O世纪30年代，Polyakov⋯和Dicky_2首次提出了特异性吸附的硅胶，研究其对甲基橙和乙基橙的特异性吸附能力。此后，研究者一直局限于“抗原．抗体”相互作用的思维。直到1972年，Wulff等提出了“分子印迹(Molecularimprinting)”的概念，成功制备了具有对D甘油酸对映选择性的分子印迹聚

3、合物，使分子印迹技术取得了突破性的进展。1993年Vlatakis等l_4在{Nature)上发表了关于茶碱分子印迹聚合物的研究，对分子印迹具有的特异性识别能力进行了第一次系统性的描述，形象地将分子印迹聚合物称为“塑料抗体”J。该文章的发表直接促进了分子印迹技术在近20年内的飞速发展。目前，分子印迹技术已在材料学、分析化学、生物化学，、生物医药Ll。。学科领域广泛应用。然而，分子印迹在蛋白质乃至生物大分子方面的应用仍然是最具有挑战性的课题之一。1985年，Glad等利用有机硅烷单体制备了蛋白质分子印迹聚合物，在高效液相色谱中表现出对糖蛋白的亲和性。由于生物大分子尺寸巨大、构象复

4、杂，分子印迹技术在生物大分子的应用进展缓慢。直到表面分子印迹技术及抗原决定簇H印迹方法的兴起，生物大分子印迹渐渐成为了分子印迹研究的热点。本文主要就分子印迹技术在生物大分子传感器中的应用进展进行综述。1．1．2分子印迹技术基本原理分子印迹技术主要原理¨是将功能单体、模板分子以交联剂或者电聚合的方式通过特殊的作用力相结合制备出分子印迹聚合物，而后通过一定的溶剂或者其它方式洗脱除去模板分子留下与模板分子大小、形状、空间构型都互补的孔穴，从而具有对模板分子进行特异性识别的能力。构成分子印迹技术的基本要素有：(1)功能单体与模板分子形成识别位点；(2)交联剂将功能单体与模板分子固定下来

5、形成具有一定空间构象的高聚物；(3)引发剂通常分子印迹有化学聚合和电聚合两种方式，在化学聚合中需要特定的引发方式如光、电、热、化学物质等将已连接单体的模板分子通过交联剂形成分子印迹聚合物；(4)洗脱剂对已聚合的物质进行洗脱处理，从而形成对目标物质具有特异性识别能力的孔穴。基于功能单体与模板分子之间的相互作用力的不同，研究者提出了3种聚合物结合方式：(1)由Wulff等[3提出的预组装法，功能单体与模板分子间以可逆的共价键相结合，通过打断共价键的方式去除模板分子，由于共价键较为稳定，其所形成的分子印迹聚合物也较稳定，印迹孔穴的结合位点较为均一，2015~6-28收稿；2015-0

6、9—14接受本文系国家自然科学基金项目(Nos．21375031，21165007)、广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目(桂教人[2o14]49号)资助％E—mail：likianping@263．net第1期马雄辉等：生物大分子印迹传感器研究进展但同时也导致了洗脱过程和响应时间较长。(2)Vlatakis等提出了以“非共价作用”自组装模板分子，主要以氢键、范德华力、7r键等弱作用力将单体与模板分子相结合，降低了模板分子洗脱的难度，加快了响应时间。(3)1995年，Whitcombe等结合了共价作用和非共价作用，提出了“半共价法”，在聚合过程中用共价键的形式结合，而通

7、过非共价作用进行特异性识别，提高了分子印迹聚合物的稳定性的同时，加快了印迹识别的响应时问，成功制备了胆固醇分子印迹聚合物。1．1．3分子印迹技术特点与应用分子印迹技术具有显著的特点：(1)构象预定性分子印迹聚合物中的模板分子是预先设定的，根据模板分子的不同，可以选择不同的单体进行分子印迹聚合物的制备。(2)识别特异性模板分子在经过单体、交联剂的共同作用下形成刚性空间结构，在洗脱模板分子后，聚合物空腔中依然存在与模板分子特异性结合的位点，从而达到类似于抗原一抗体的相互作用机制。(3)环境耐受性