纳米结构分子印迹聚合物及其在药物分析中的应用进展.pdf

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1、第40卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第9期2012年9月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1461—1468D0I：10．3724／SP．J．1096．2012．11465纳米结构分子印迹聚合物及其在药物分析中的应用进展李洁刘铁兵肖得力DramouPierre邹雯月何华，3(中国药科大学分析化学教研室，南京210009)(浙江科技学院中德农产品加工工业研究院，杭州310023)(药物质量与安全预警教育部重点实验室，南京210009)摘要纳米材料是纳米技术发展的重要基础，它具有许多传统材料所不具备的独特的理化

2、性质，凶此有看广泛的应用前景。分子印迹技术是一种通过模拟抗体一抗原相互作用原理，制备具有分子识别功能的聚合物的技术。以纳米材料制备的分子印迹聚合物具有较高的结合容量，较大的选择性和较快的结合动力学特性，近年来备受关注。本文简单概述了零维、一维、二维纳米结构分子印迹聚合物的合成、表征方法及研究现状，并对其在手性药物分析、临床药物分析、传感器及药物残留检测中的应用进行了综述。关键词分子印迹聚合物；纳米结构；药物分析；综述1引言分子印迹技术是20世纪出现的一种高选择性分离技术，这种技术的基本思想源于人们对抗体一抗原专一性的认识，是利用具有分子识别能力的聚合物材料—

3、—分子印迹聚合物(MIP)分离、筛选、纯化化合物的一种仿生技术。因其具有构效预定性、特异识别性和广泛实用性等特点，并具有抗恶劣环境的能力，表现出高度的稳定性和长的使用寿命，且制备过程简单、成本低廉，在药物分离、食品与环境检测、抗体或受体模拟、传感器等诸多领域显示出巨大潜力[1~41，成为国内外的研究热点。自1972年Wulf研究组首次报道制备出人工合成分子印迹聚合物后，分子印迹技术的研究备受关注。随着Wulf和Mosbach等研究组在这一领域进行了开拓性研究，尤其是1993年Vlatakis等在(Nature)上发表了有关茶碱分子印迹聚合物的研究报道后，分子

4、印迹技术便得以蓬勃发展。目前，已经设计出本体聚合、原位聚合、悬浮聚合、分散聚合、表面印迹等多种分子印迹聚合物的制备方法p】。然而，目前分子印迹聚合物的研究多涉及到本体或微米级的分离材料，存在以下不足：(1)聚合物形态不规则，要得到小颗粒，需进行粉碎、过筛等附加程序，使得产率大大降低，而在粉碎过程中，不可避免地会毁坏部分印迹位点；(2)大量的印迹识别位点位于聚合物内部，扩散阻力大，模板分子扩散到印迹材料内部的识别位点所需的平衡时间较长，结合速率低，表现慢的结合动力学特性；(3)一些模板分子常常被包裹在高度交联的分子印迹聚合物阵列中，不易洗脱，使这部分结合位点成

5、为无效位点，常常表现出较高的选择性和较低的结合容量。此外，残留的模板分子在使用过程中会发生缓慢脱吸，限制了这类材料在痕量分析中的应用]。纳米技术作为20世纪9O年代初迅速发展起来的新兴科技，其发展为解决传统分子印迹研究遇到的困难带来了希望。纳米材料是以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造一种新的体系。目前，零维、一维及二维的纳米结构已经能够方便地合成出来。利用这些无机纳米结构作为合成模板，已合成出了许多具有纳米结构尺寸的分子印迹聚合物。纳米结构的分子印迹聚合物不需研磨、筛分等工序；机械强度高，识别点不易破坏；具有极大的比表面积，模板分子几乎可以完全

6、除去，最大限度地提高了有效结合位点的比例；结合位点大多位于材料的表面或接近表面，表现出较高的结合容量，同时，模板分子容易接近到材料的分子印迹位点，从而表现出较快的结合动力学特性。因此，具有广泛的应用前景。本文总结了近年纳米技术在分子印迹领域的研究及其在药物分析中的应用进展。201112-28收稿；2012-04-23接受本文系“新药创制”重大专项(No．2009ZX09301—006)、浙江省自然科学基金项目(No．Y4110235)和江苏省普通高校研究生科研创新计划基金(Nos．CXZZ110812)资助项目_E-mail：tiebingliu@163．t

7、om；dochehua@163．toml462分析化学第4O卷2纳米结构分子印迹技术2．1零维纳米结构分子印迹技术纳米材料按其空间维度受纳米尺度的约束程度可以分为三类：零维，一维和二维纳米材料。零维纳米结构作为低维纳米材料体系的重要组成部分，同时也是构筑低维纳米材料的基础，在纳米技术中处于举足轻重的位置。聚合物微粒尺寸进入纳米量级后，其结构和原子问相互作用发生了变化。一方面尺寸的减少会导致材料周期性边界条件的破坏，以及对材料的电子能级或能带结构的尺寸依赖性；另一方面粒子表面原子比例的增大，导致表面能和活性的增大，从而产生了小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸

8、效应、宏观量子隧道效应等，在化学、光学、磁学等性质方