分子印迹技术在法庭毒物分析中的研究进展
中国法医学杂志 C H I N JF O R E N S I CME D 2010年第25卷第6期
分子印迹技术在法庭毒物分析中的研究进展
常 靖1,朱 军1,邸玉敏2,张蕾萍1,郝红霞3,何 毅1,于忠山1
(1.公安部物证鉴定中心,北京100038;2.中国人民公安大学,北京100038;
3.证据科学教育部重点实验室中国政法大学,北京100088)
【摘要】分子印迹聚合物具有预识别性、高度选择性、实用性,已广泛应用在样本前处理中,可以选择性的识别复杂基质中低浓度目标物,提高检测灵敏度。本文旨在综述和探讨分子印迹技术的原理和在法庭科学领域毒物分析应用中的研究进展。
【关键词】法医毒物分析;分子印迹;研究进展
【文献标识码】A 【文章编号】1001-5728(2010)06-0411-03
T h e d e v e l o p m e n t o f m o l e c u l a r l y i m p r i n t e dt e c h n o l o g y r e s e a r c h i nf o r e n s i c s c i e n c e t o x i c o l o g y(C H A N G J i n g1,Z H UJ u n1,D I Y u m i n2,Z H A N GL e i P i n g1,H A OH o n g x i a3,H EY i1,Y UZ h o n g s h a n1/1.I n s t i t u t e o f
F o r e n s i c S c i e n c e,M i n i s t r y o f P u b l i c S e c u r i t y,B e i j i n g100038,C h i n a;2.C h i n e s e P e o p l e's P u b l i c S e c u r i t y
U n i v e r s i t y,B e i j i n g100038,C h i n a;3.C h i n a U n i v e r s i t y o f P o l i t i c a l S c i e n c e a n d L a w,B e i j i n g100088,C h i n a)【A b s t r a c t】I t i s m o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r s(M I P s)s e v e r a l s t r o n g p o i n t s,p r e d e t e r m i n a t i o na n d r e c o g n i t i o ns i t e s,t h a t m o l e c u l a r l yi m p r i n t e dt e c h n o l o g yh a sb e e nw i d e l yu s e di n t h ef i e l d so fs a m p l e
e x t r a c t i o n,t o s e l e c t i v e l y r e c o g n i z e a g i v e n a n a l y t e,o r g r o u p o
f s t r u c t u r a l l y r e l a t e d c o m p o u n d s i n c o m p l i c a t e d
s a m p l e s w i t h h i g h s e n s i t i v i t y.T h e a r t i c l e s u m m a r i z e t h e t h e o r y a n d p r a c t i c e o f m o l e c u l a r l y i m p r i n t e d t e c h n o l o g y,
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e t e c t d r u g s a n d p o i s o n s i n t h e
f o r e n s i c s c i e n c e.
【K e y w o r d s】m o l e c u l a r i m p r i n t e d p o l y m e r s;m o l e c u l a r i m p r i n t i n g t e c h n i q u e;p r a c t i c a b i l i t y a n d o u t l o o k
a p p l i c a t i o n s
由于法庭科学领域中毒案件的复杂多变、检材多样等特殊性,需要高效省时的前处理技术和毒物快速筛选技术。目前,前处理技术主要采用液液萃取、固相萃取、固相微萃取等传统方法,这些萃取方法虽然各有优势,但选择性较差,回收率低。分子印迹技术(m o l e c u l a r i m p r i n t i n gt e c h n o l o g y,M I T)是一项新技术,具有高度专一性、预识别性和选择性,已作为样品前处理新技术在环境、食品安全检测、医药、免疫、色谱分离等领域广泛应用,但在法庭科学领域的应用研究尚在起步阶段。本文对M I T原理及在法庭科学领域毒物分析中应用的研究进展进行综述,以供读者参考。
1 技术原理
M I T是指为获得在空间和结合位点上与某一分子(模板分子,印迹分子)完全匹配的聚合物制备技术。实现分子印迹通常包括3个过程:①选定印迹分
【作者简介】常靖,女,助理研究员,硕士,主要从事法庭科学生物样本中毒物分析检测。E-m a i l:c h a n g j i n g73@126.c o m 子和功能单体,使二者在一定条件下发生互补反应,形成可逆印迹分子-单体复合物;②加入交联剂使复合物“冻结”形成高聚物;③用化学或物理方法将印迹分子从聚合物中脱除,在聚合物骨架上留下与印迹分子形状、大小完全匹配、并含有与印迹分子特异性结合功能基的三维孔穴。这个三维孔穴可以选择性地重新与印迹分子结合,即对印迹分子具有专一识别的作用。通常制备的分子印迹聚合物具有预定性(根据不同模板制备不同分子印迹聚合物m o l e c u l a r i m-p r i n t i n g p o l y m e r,M I P)、识别性(M I P专一识别模板分子)、实用性(适用于各种环境,具有高度稳定性和长期适用寿命)。
根据印迹分子和模板聚合物单体之间形成多重作用点方式不同,可把M I T分成:①预组织法:模板分子先共价结合到功能单体上,经交联聚合后,再通过化学法将共价键断裂除去模板分子;②自组装法:印迹分子与功能单体间预先自组织排列,以非共价键(氢键、静电引力、金属鳌合、电荷转移、疏水及范德华力等)形成多重作用位点,聚合后将这种作用保存;
③结合法:上述两种方法相互结合,即聚合时功能单
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DOI:10.13618/j.issn.1001-5728.2010.06.017
中国法医学杂志 C H I N JF O R E N S I CME D 2010年第25卷第6期
体与印迹分子间作用力是共价键,而在对印迹分子识
别过程中,二者的作用是非共价作用[1]。W u l f s o n
等[2]在结合法基础上又开发了牺牲空间法,即印迹分
子与功能单体以共价键的方式形成复合物,实现分子
预组装,交联聚合使功能基团被固定在聚合物骨架
中,去除印迹分子后,功能基留在空穴中与印迹分子
之间发生非共价结合作用,实现分子自组装。
2 研究进展
由于分子印迹聚合物能够在复杂基质中选择性
的识别目标化合物,并能将目标物从低浓度的复杂基
质中吸附到聚合物中,具有较强的分离与富集能力,
已在样本分离、传感器、色谱分离等领域广泛应用研
究。M I T与固相萃取和化学传感器相结合,用于快捷
的提取分离环境样本、食品等复杂样本中残留的除草
剂、杀虫剂、激素、抗生素、瘦肉精、微囊藻毒素等痕量
物质,检测灵敏度可达p g级以下[3-9]。中药活性组分
提取、分离以及手性药物的分离检测等一直是药物分
析研究的焦点,M I T成为药物分析新的技术手
段[10-12]。迄今为此,M I T已先后用于布洛芬、巴比妥
类化合物、胆固醇、茶碱、肾上腺素类药、头孢氨苄、吗
啡、尼古丁、奎宁、他莫昔芬、氯霉素、环孢菌素、辛可
宁、抗麻醉药物、维生素、萘普生、扑热息痛、睾丸酮、
雌二醇、萘心安、豆甾醇、氨基安替比林、氨基比林、辛
可尼丁、奎宁和奎尼丁、普萘洛尔等手性及非手性结
构药物的分析检测。
3 在法庭科学领域的应用
3.1 与固相萃取技术结合使用
固相萃取技术是目前广泛使用的前处理技术,具
有回收率高、操作简便、快速、费用低,易于实现自动
化及与其它分析仪器的联用,而且有机溶剂消耗量
低,可减少环境污染。然而,传统的固相萃取吸附剂
以键合硅胶、C8或C18、离子交换树脂以及混合型等
为主,这些吸附剂缺乏专一选择性,而分子印迹聚合
物具有高度专一性、选择性,能从复杂基质中选择性
的提取出微量分析物,提高了检测灵敏度。R o b e r t
等[13-14]研究了以地西泮为模板分子,甲基丙烯酸为单
体制备的分子印迹聚合物,以固相萃取、L C-M S-M S法
检测死者毛发中苯二氮
类安眠镇静药物(地西泮、
去甲地西泮、去甲羟基地西泮、羟基安定、硝基安定等),并与传统固相萃取法作比较,结果表明,除氯氮和去甲西泮分子印迹固相萃取(m o l e c u l a r i m p r i n t i n g s o l i d-p h a s ee x t r a c t i o n,M I S P E)与固相萃取(s o l i d-p h a s e e x t r a c t i o n,S P E)提取回收率相近之外,其余几种药物的回收率M I S P E(90%以上)均高于S P E,最低检测限为0.03～0.39n g/m g,且杂质干扰小。C h r i s t i n e 等[15]采用S u p e l M I P S P E(S u p e l c o分子印迹固相萃取柱)族分离、L C/M S/M S检测尿液中苯丙胺类毒品(甲基苯丙胺、苯丙胺、M D A、M D M A、芬氟拉明、M D E A),最低检测限为0.0025～0.043n g/m L,添加50n g/m L回收率达97%以上;而S P E提取最低检测限为0.052～0.26n g/m L,回收率为60%～90%。
3.2 毒物快速筛选
司法鉴定领域中的涉毒案件的毒物快速筛选非常重要,目前主要使用酶联免疫技术进行快速筛选,分析对象局限在尿液或血液中吗啡、苯丙胺类、氯胺酮、苯巴比妥、苯二氮
等几类常见的滥用药物或毒品的初筛检测。也有研究采用生物、光学等传感器快速检测药毒物,但用作分子识别元件的活性组分种类少、极易变性失活,且传感器的制作成本高,大大限制了传感器的大规模应用。M I P s稳定性好,能在高温、高压、强酸碱、有机溶剂等苛刻环境中使用,作为传感器中分子识别元件可提高传感器选择性、灵敏度、使用寿命以及使用范围。
张雁等[16]研究了对硫磷分子印迹膜传感器,该传感器具有良好的重现性(R S D=2.18%,n=8),在0.51～11μm o l/L浓度范围内线性良好,检测下限为0.21μm o l/L。K r i z等[17]报道用于测定吗啡的M I P传感器系统,将M I P颗粒固定在绕铂电极的琼脂糖底材上,并以竞争结合机理用电化学检测法对吗啡进行分析。何德勇等[18]以氯丙嗪分子印迹聚合物为识别物质,以鲁米诺K3F e(N)6为化学发光体系的氯丙嗪化学发光微流控分子印迹传感器,在线富集检测氯丙嗪,在0.02～0.4μg/m L范围内呈良好线性关系,检出限为8n g/m L,已用于测定人尿液中氯丙嗪。
3.3 手性药物分离
手性药物对映体在生理活性、毒性、体内分布、代谢等方面存在较大差异,为了确证引起生物体中毒的原因,需要对其进行分离以得到光学纯组分。分子印迹聚合物用作液相色谱或气相色谱固定相,可将手性药物对映体有效分离。李志伟等[19]以甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,合成氨基安替比林分子烙印聚合物,并将其用作高效液相色谱固定相,在甲醇∶异丙醇=2∶8条件下分离了2种结构类似物氨基安替比林和氨基比林。
3.4 寻找内标物
在毒物检测鉴定中,内标物作为质量控制的指标,其选取非常关键。一些药毒物以氘代物为内标物,但是氘代内标物合成复杂、成本昂贵,不易获取。
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通过制备某种药毒物的分子印迹聚合物,从植物或化工产品中分离出易制备、且不在生物体内存在并与该药毒物结构性质相似的类似物,作为该类药物分析检测的内标物[20]。
3.5 腐败生物检材前处理
腐败生物检材中色素、油脂、蛋白质等内源性杂质较多,采用传统的液液萃取、固相萃取法不易消除,严重干扰目标物检测。虽然近年来研究采用酸或碱反提、硅藻土、中性三氧化二铝、活性炭等方法净化处理,但在净化处理同时也损失部分药毒物,造成回收率低或漏检。而采用分子印迹聚合物提取腐败生物检材中的目标物,限进介质与分子印迹两种技术相结合(即R A M-M I P),能避免大分子的干扰,发挥M I P高选择性的优势,将杂质有效去除,对样本进行净化,从而提高了回收率及检测灵敏度。B o o s等[22]和M u l l e t t等[23]采用限进介质(R A M)-分子印迹多维固相萃取,即R A M-柱与M I P柱通过柱切换装置在线联用,实现了多柱协同萃取,有效去除蛋白质、腐殖质的干扰。
综上所述,M I T经过30多年的发展,在物质分离和纯化方面得到了广泛应用。M I T仍存在模板泄露、柱效差、制备M I P单体种类少、在水溶液和极性溶剂中不易制备等局限性,但可通过使用模板类似物、使用新的交联剂、改进印迹技术等手段加以克服,并逐步走向工业化。目前已有商业化的S u p e l M I PS P E-C l e n b u t e r o l、S u p e l M I P S P E-B e t a-a g o n i s t s、S u p e l M I P S P E-T r i a z i n e10、S u p e l M I PS P E-B e t a-b l o c k e r、S u p e l M I P S P E-C h l o r a m p h e n i c o l等固相萃取小柱问世,使M I T更为实用,相信随着研究的不断深入,M I T将在法庭科学领域发挥越来越重要的作用。
参 考 文 献
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(收稿日期:2009-06-08)
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分子印迹技术
1.4.3 传统分子印迹技术 传统分子印迹聚合物的制备一般包括以下四个过程：(1) 按一定比例将功能单体与模板分子混合，使两者通过共价键或非共价键作用结合，形成主-客体配合物；(2) 加入合适的交联剂，在引发剂、热或光的引发下，使单体产生聚合反应，即可制得“捕获”模板分子的高交联度的刚性聚合物合物；(3) 将聚合物中的模板分子洗脱或解离，从而在聚合物内部留下大量与模板分子空间大小、形状结构完全一致的三维空穴，同时空穴内按一定顺序排列的功能基团能提供具有一定方向性、与模板分子作用位置相对应的作用位点；(4) 印迹聚合所得的产物均为大块物料，要经过粉碎、研磨及筛分去杂后得到粒度适合的印迹聚合物微粒。MIPs分子印迹的原理图如图1.5所示。 图1.5 分子印迹基本原理示意图 Fig 1.5 The sketch map of preparing MIPs 传统分子印迹聚合物的制备方法主要是包埋法，该方法存在以下问题：（1）粉碎过程可控性差，破坏部分印迹位点，造成大量印迹空穴损坏，经筛分后获得的合格粒子一般低于制备总量的50％，造成载药量低。（2）由于所制备的是高度交联的聚合物网络，对模板药物分子包埋过深、过紧，洗脱比较困难。（3）印迹位点分布不均一，位于印迹聚合物孔道壁上的，模板分子向其传质速率较快；而包埋于聚合物本体中的印迹空穴，受位阻影响，可接近性差，从而降低了印迹位点的利用率。并且，传统印迹聚合物的制备过程比较费时、复杂，不
利于该技术的推广及工业化。 1.4.4新型分子表面印迹技术 分子表面印迹技术是把具有识别位点的印迹层结合在基质表面的印迹方法。近年来,采用分子表面印迹技术来制备分子印迹聚合物越来越受到人们的重视。分子表面印迹聚合物能有效地克服传统印迹技术中印迹空穴包埋过深与过紧的现象、结合位点不均一、可接近性差、识别动力学慢和产物需要粉碎研磨等缺点。本课题组曾采用“接枝到”法或“接枝出”法，创建了一种“先接枝聚合后吸附再印迹”新型的分子表面印迹方法。该方法是先将与模板分子具有次价键力的功能大分子，接枝到硅胶（微米级）微粒表面，得到功能接枝微粒；再凭借模板分子与接枝微粒表面的功能大分子形成次价键力，饱和吸附模板分子；再使用两端具有双反应性基团的特殊交联剂使功能大分子交联，并实现模板分子的印迹；将模板分子除去，在硅胶微粒表面的接枝聚合物薄层中，就留下了大量与模板分子匹配的印迹空穴，获得了对模板分子具有特异识别选择性和高度亲和性的高性能印迹聚合物微粒。该方法制备的分子表面印迹聚合物已经广泛应用于生物代谢分子、生物碱、农药分子、氨基酸、稀土离子等的识别得到了非常满意的结果。 分离研究，都 在分子设计的基础上，本课题组又提出并建立了另一种新型的分子表面印迹方法。该方法是基于“表面引发接枝聚合”，以药物分子为模板分子在固体微粒表面单体的接枝聚合与药物分子的表面印迹同步进行，制得了5-氟尿嘧啶与甲硝唑两种药物分子表面印迹材料，用于结肠定位释放系统，实验结果显示具有良好的结肠定位效果。
光敏高分子材料的研究进展
光敏高分子材料的研究进展 骆海强，重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要：由于当今材料科学技术的快速更迭，高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天，光敏高分子材料的研究力度大大提升，逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括，以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索，高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中，都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下，太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下，光敏高分子材料的研究力度渐渐增加，也得到了许多理想的科研成果， 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料，是材料科学里一类主要的功能高分子材料，所触及范畴也较为普遍，如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能，可以分成如下四类：感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类，对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。
根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能，可以利用光交联反应或光聚合反应，使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后，光敏涂料会快速固化，获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂，从而降低了排放，提高了材料利用，保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联，使图层交联度更好，机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物，在紫外光的处理下，给电冰箱表面上漆，能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物，与光引发剂等结合后形成的混合型涂料，其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶（光致抗蚀剂） 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中，通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影，改变了其溶解性，其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质，氧化层表面留下不溶部分，从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解，被显影液所消融；而与之相反，在光照后，负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补，即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像，而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融，。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长，还可将其分为深紫外(i-线，g-线)光刻胶，远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的
功能高分子材料研究进展
功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料；功能高分子；功能材料； Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords：high polymer materials; functional polymer; functional Materials;
磁性分子印迹聚合物的制备与研究进展
第27卷第4期高分子材料科学与工程 Vol.27,No.4 2011年4月 POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Apr.2011 磁性分子印迹聚合物的制备与研究进展 邓 芳 1,2 ,李越湘1,罗旭彪2,董睿智2,涂新满2,王 玫 2 (1.南昌大学理学院,江西南昌330031; 2.南昌航空大学环境与化学工程学院,江西南昌330063) 摘要:磁性纳米粒子以其优异的磁学性能,在分析化学、生物科学以及医学等领域逐渐发挥出越来越大的作用。磁性分子印迹聚合物是一类具有磁响应特性的聚合物,不仅具有特定的分子识别位点,而且在外加磁场作用下,容易分离回收。文中综述了近年来磁性分子印迹聚合物的研究状况,同时提出了目前该领域存在的问题和发展趋势。关键词:磁性纳米粒子;磁性分子印迹聚合物;制备 中图分类号:O631.1 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2011)04 0171 04 收稿日期:2010 01 30 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50978132);江西省自然科学基金资助项目(2009GQH 0083);江西省科技支撑项目(2009BSB09800)通讯联系人:罗旭彪,主要从事分子印迹高分子材料研究,E mai l:Luoxubi ao@https://www.wendangku.net/doc/2811455821.html, 分子印迹聚合物(M IP)中含有很多特定形状和大小的孔穴,孔穴内具有特定排列的结合位点,并对模板分子的结构具有一定的记忆和识别功能[1~6]。与其他分子识别材料相比,M IP 具有可设计性强、制作简单、适应范围广等优点,可用于分离、传感和生物模拟等领域[7~ 11] 。各领域的科学家对分子印迹材料的研 究给予了高度重视,并取得了可喜的成果。但是,分子印迹材料的应用存在分离难的问题。 磁性技术应用广泛,磁性纳米粒子由于具有较大的表面积和独特的物理化学性质,被用于细胞分离、药物运输和酶固定等许多领域。将具有优异磁学性能的磁性纳米粒子与分子识别性能相结合制备的磁性分子印迹聚合物,可以在外加磁场作用下实现简单分离,使M IP 的应用领域得到进一步拓展,是未来分子印迹聚合物发展的重要方向。本文介绍了磁性分子印迹聚合物的特性,综述了近年来磁性分子印迹聚合物的制备方法以及在分离等领域的研究进展,同时提出了磁性分子印迹聚合物制备和应用过程中存在的问题和发展方向。 1 磁性分子印迹聚合物的制备1.1 悬浮聚合法 悬浮聚合是制备聚合物微球较简单和常用的方法,采用悬浮聚合可以直接制备球形分子印迹聚合物,它具有形状规整、比表面大、吸附能力强、粒径可根据 需要进行调整等特性。磁性分子印迹聚合物的识别作用不但受聚合条件如光引发和热引发等的影响,而且深受周围环境的影响,因此,探索合适的分散剂和加热方式,是制备理想的磁性分子印迹聚合物的一个基本前提。 1.1.1 分散相:在经典的悬浮聚合中,水被用作分散相。Lu 等 [12] 用水作为分散相、酪氨酸(Tyr)和苯丙氨 酸(Phe)为模板分子成功地制备了磁性分子印迹聚合 物微球。以Tyr 为模板制备的磁性分子印迹聚合物微球具有较高的分子识别选择性,而以Phe 为模板分子制备的磁性分子印迹聚合物微球无明显的识别选择性。张洪刚等[13]以甲基纤维素为分散剂、以苯胺(Ani)和二甲基苯胺(DMA)为模板分子、采用悬浮聚合法制备了磁性分子印迹聚合物微球。磁性Ani 印迹聚合物在乙醇水溶液中对苯胺分子没有选择吸附性,但在甲苯中对苯胺分子有较好的选择吸附性,而磁性DMA 印迹聚合物在甲苯中对二甲基苯胺分子有较好的选择吸附性。Chen 等[14]以环氧四环素为模板分子制备了磁性分子印迹聚合物,用于分离鸡蛋和组织样品中的四环素,通过混合、搅拌样品、萃取溶剂和磁性印迹分子聚合物,萃取和洗脱过程可一步完成,被分析物可以直接或者以萃取溶剂作为媒介从样品基质转移至聚合物上。当萃取完毕时,吸附有分析物的聚合物容易在外加磁场下与样品基质分开,而不需要离心或者过滤。与传统的样品准备过程(溶剂萃取、离心、洗
分子印迹技术
分子印迹技术研究进展 摘要分子印迹技术是结合高分子化学、生物化学等学科发展起来的一门边缘学科。它对于研究酶的结构、认识受体-抗体作用机理及在分析化学等方面有重要的意义。本文从分子印迹聚合物的识别机理、分子印迹聚合制备条件和制备技术三个方面综述了分子印迹的研究进展,最后展望了分子印迹发展前景。 关键词：分子印迹聚合物;印迹分子;综述 40年代,Pauling。试图用锁匙理论解释免疫体系。虽然他的理论经后人的实践证明是错误的,但是在他的这种错误的理论中仍有两点是正确的:(1)生物体所释放的物质与外来物质有相应的结合位点;(2)生物体所释放的物质与外来物质在空间上相互匹配。正是基于这两点假设,化学家们发展了一项有效的分析技术称为分子印迹技术(molecularimprinting, MIP),在国内也有人把它称为“分子烙印”。1949年,Dickey首先提出了“分子印迹”这一概念,但在很长一段时间内没有引起人们的重视。直到1972年由Wulff研究小组首次报道了人工合成的有机分子印迹聚合物之后,这项技术才逐渐人们所认识,并于近10年内得到了飞速的发展。 MIPs具有三个特性: (ⅰ)预定性,可根据不同目的制备相应的MIPs; (ⅱ)识别性,MIPs是依据模板定做的,它具有与模板分子的立体结构和官能团相符的孔穴,所以选择性地识别模板分子;(ⅲ)实用性,它可以与天然的生物识别系统如酶与底物、抗原与抗体等相媲美,具有抗恶劣环境、稳定性高和使用寿命长等优点。二十多年来,在固相萃取、膜分离技术、异构体的分离等方面获得广泛研究,展现了良好应用前景。本文综述了MIPs的识别机理、制备技术条件及应用方面新进展. 1.分子印迹技术的基本概念和原理 分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分子(模板分子)完全匹配的聚合物的实验制备技术。它是通过以下方法实现的:(1)首先以具有适当功能基的功
(完整word版)分子印迹技术-1
分子印迹技术 分子印迹，又称分子烙印（molecular imprinting），属超分子化学范畴，是源于高分子化学，生物化学，材料科学等学科的一门交叉学科。分子印迹技术（molecular imprinting technique, MIT）是指制备对某一特定的目标分子（模板分子，印迹分子或烙印分子）具有特异选择性的聚合物的过程。它可以被形象地描绘为制造识别“分子钥匙”的“人工锁”的技术。 分子识别在生物进化中起着特别重要的作用，是从分子水平研究生物现象的重要化学概念，已成为当今研究的热点课题之一。选择性是分子识别的重要特征。人们利用一些天然花合屋如环糊精，或合成化合物如冠醚，杯芳烃和金刚烷等模拟生物体系进行分子识别研究，取得了一些可惜的进展，一定意义上构成了分子印迹技术的雏形。 分子印迹技术的出现直接来源于免疫学的发展，早在20世纪30年代，Breinl,Haurowitz和Mudd就相继提出了一种当抗体侵入时生物体产生抗体的理论。后来在20世纪40年代，由著名诺贝尔奖获得者Pauling对上述理论做了进一步的阐述，并提出了以抗原为模板来合成抗体的理论。该理论认为：抗原物质进入机体后，蛋白质或多肽链以抗原为模板进行分子自组装和折叠形成抗体。虽然Pauling的理论被后来的“克隆选择理论”所推翻，但是在他的理论中仍有两点具有一定的合理性，也为分子印迹的发展奠定了一定的理论基础，同时激发了人们以抗原或待测物为模板合成抗体模拟物的设想；（1）生物体所释放的物质与外来物质在空间上相互匹配。 1949年，Dickey首先提出了“专一性吸附”这一概念，实际上可以视为“分子印迹”的萌芽，但在很长一段时间内没有引起人们足够的重视。直到1972年由德国Heinrich Heine大学的Wulff研究小组首次报道了人工合成分子印迹聚合物之后，这项技术才逐步为人们所认识。特别是1993年瑞典Lund大学的Mosbach等在《Nature》上发表有关茶碱分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers,MIPs）的研究报道后，分子印迹技术得到了蓬勃的发展。迄今，在分子印迹技术的作用机理，分子印迹聚合物制备方法以及分子印迹技术和分子印迹聚合物在各个领域的应用研究都取得了很大的进展，尤其是分析化学方面的应用更是令人瞩目。分子印迹技术的应用研究所涉及的领域非常宽泛，包括分离纯花，
分子印迹技术的原理与研究进展
分子印迹技术的原理与研究进展 (08生微(1)班雷丽文 080548011) 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，近年来，这项技术取得了重大的突破和进展，影响到社会多方面的领域。本文介绍了分子印迹技术的基本原理，综述了该技术在环境领域、农药残留检测应用、食品安全检测、药学应用的研究进展。 关键词分子印迹技术，分子印迹聚合物，基本原理，研究进展 1 前言 分子印迹技术是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种化学分析技术，属于泛分子化学研究范畴，通常被人们描述为创造与识别“分子锁匙”的人工“锁”技术[1]。分子印迹技术也叫分子模板技术，最初出现源于20世纪40年代的免疫学[1]。分子印迹聚合物以其通用性和惊人的立体专一识别性，越来越受到人们的青睐。近年来，该技术已广泛应用于色谱分离、抗体或受体模拟、生物传感器以及生物酶模拟和催化合成等诸多领域，并由此使其成为化学和生物学交叉的新兴领域之一，得到世界注目并迅速发展。 2 分子印迹技术的基本原理 分子印迹技术是将要分离的目标分子作为模板分子，将它与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合制备得到单体、模板分子复合物，然后通过物理或化学手段除去模板分子，便得到“印迹”下目标分子的空间结构的分子印迹聚合物(MIP) ，在这种聚合物中形成了与模板分子在空间和结合位点上相匹配的具有多重作用位点的空穴，这样的空穴对模板分子具有选择性[11]。 目前，根据印迹分子与分子印迹聚合物在聚合过程中相互作用的机理不同，分子印迹技术分为两种基本类型： (1) 共价法(预组织法,preorganization)，主要由Wulff 及其同事创立。在此方法中，印迹分子先通过共价键与单体结合，然后交联聚合，聚合后再通过化学途径将共价键断裂而去除印迹分子[1]。使用的共价结合作用的物质包括硼酸酯、席夫碱、缩醛酮、酯和螯合物等[14]。其中最具代表性的是硼酸酯，其优点是能够生成相当稳定的三角形的硼酸酯，而在碱性水溶液中或在有氮(NH3、哌啶) 存在下则生成四角形的硼酸酯[1]。采用席夫碱的共价键作用也进行了广泛的研究。由于共价键作用力较强，在印迹分子自组装或识别过程中结合和解离速度较慢，难以达到热力学平衡，不适于快速识别，而且识别水平与生物识别相差甚远[13]。因此，共价法发展较为缓慢。
生物功能材料的研究进展
生物功能材料的研究进展 随着人民生活水平的提高，人们对于医疗保健方面的要求也越来越强，使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。 生物功能材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化”, “功能化”的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。 生物医用高分子材料分合成和天然两大类，下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。 ﹙1﹚天然生物材料 天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子，如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维，从海藻植物中提取的海藻酸盐，从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜，以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性，在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势，已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如：迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质，海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质（chitin），广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖，用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖（chintosan）。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷，能从血液中分离出血小板因子，增加血清中H-6水平，促进血小板聚集或凝血素系统，作为止血剂有促进伤口愈合，抑制伤口愈合中纤维增生，并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分，丝素蛋白是一种优质的生物医学材料，具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道，由于天然高分子医用材料的独特临床效果，它的应用前景相当广阔。﹙2﹚合成生物材料 由于天然材料的有限，人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能，因而可以植入人体，部分或全部取代有关器官。因此，在现代医学领域得到了最为广泛的应用，成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比，合成高分子材料具有优异的生物相容性，不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用，在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂，改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性，从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前，使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。 合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年，其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料，如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年，其标志是医用级有机硅
分子印迹聚合物 翻译文献.doc
分子印迹技术的研究进展及发展前景 摘要：如今分子印迹技术发展十分迅猛。本文总结了该技术目前的研究现状,并展望了分子印迹技术未来的发展趋势。 关键词：聚合物，分子印迹，模板，分子识别 1．引言 分子印迹技术60多年以来发展很快，特别是过去五年里，人们对这一领域的兴趣激增，并且据估计全球有超过100个与此相关的学术和工业研究小组。目前，有500多篇关于分子印迹技术研究的文章和综述公开发表，并且有相当多的专利已被申请。直到现在，每年相关文章的发表已不是以前的用少数可计算的了。但是，随着有机聚合物作为二氧化硅基质的另一选择的引入以及非共价方法的广泛应用，其发表率更是狂飙（如表一）。1997年就有近80篇文章发表，并且当年召开了第一次关于分子印迹技术的专门研讨会并成立了分子印迹技术协会（SMI）。1998年这种趋势继续延续着。 分子印迹技术在许多优秀的文章中已有深入讨论，ACS也有专题文献。本文目的不是重述此技术，而是为读者提供最新的研究情况。文章后部分主要介绍该技术研究现状以及今后将遇到的挑战和潜在的应用领域。 图1 以年为变量的分子印迹出版物量（来源：分子印迹科学）。（1998年的数据为估计 值）。 2．分子印迹：艺术王国 分子印迹技术是创造具有选择性分子识别功能的大分子模型的通用方法。这些印
迹分子简单，制备成本低，并且性质稳定。如果通过合理的设计或从生物资源中获得，它们能够成为分子识别实体最理想的替代物或对应物，比如抗体。如今，分子印迹聚合物主要应用于四个领域：（1）特异选择分离，（2）抗体结合模板，（3）酶模型和（4）生物模拟传感器。这四个方向将继续成为人们研究的重点。 2.1 特异选择性分离 目前，特异选择性分离是分子印迹聚合物最大的应用领域。在这篇文章中，它是高效液相色谱法（HPLC）中的固定相，但它也有明显的缺陷：容纳力小以及结合位点不均匀。高效液相色谱中固定相的应用是评价一种新的印迹协议有效性最方便的方法之一。除了高效液相色谱法的应用，显然分子印迹聚合物作为具有选择性的固相分离媒介(SPE)也正在流行。这很可能是我们将来看到其在商业领域的首个应用。在特异选择性分离领域中的其他关键分支应用包括细胞膜和毛细管电泳（CE）。 2.2抗体结合模拟 实验证明分子印迹聚合物与被分析物相比，在结合的选择性和强度上的优势是显而易见的。甚至比抗体和抗原的效果更好。在应用方面，这些模拟结合抗体提供了一个快速而又低廉的途径进入稳定而又强有力的分子识别模型。它们预示着在不溶的情况下应用抗体这一技术成为可能，比如免疫亲和色谱法，免疫传感器和免疫分析。现在一些相关的免疫分析研究已专注于发展新的试验模式，而不再依赖于放射性配体，如荧光和电化学试验。 2.3模拟酶 许多致力于研究分子印迹技术的研究者们设想研制出一种模仿自然酶的活跃的印迹聚合物“塑料酶”。这个重任当然需要投入大量的研究，并且就目前报道的结果来看，它也确实反映了这个事实。一些不同的有机反应运用分子印迹聚合物作催化剂已成功反应，包括醛缩合，酯氧化，Diels-Alder反应和β-消去反应。虽然分子印迹聚合物现在就增强催化速率而言还比不过催化酶，但是它们也有一些不同于酶的特性，比如能较好的溶于有机溶剂，并且耐高温。因此，把它们作为酶的补充，比起作其替代物显得更有用，至少就目前来看是这样的。 2.4生物模拟传感器 一段时间以来，人们多次尝试把印迹聚合物应用到生物传感器中去。这种想法当然是为了取代“精细的”基于生物分子印迹聚合物的分子识别实体。虽然生物传感器领域非常具有竞争力，但有一点我们可以相信分子印迹聚合物以其许多独特的优势也将极其具有竞争力。分子印迹技术在实验规模显示出许多潜在的应用，但还没发现其有任何市场应用，也许这并不让人感到奇怪，毕竟这个技术还相当稚嫩。 3分子印迹技术现状 在过去的一年左右，大部分发表的论文代表着在科技上的进步。许多新的功能单体
分子印迹化合物的研究与进展
分子印迹化合物的研究与进展 发表时间：2019-12-27T15:13:36.137Z 来源：《知识-力量》2019年12月57期作者：李荣康吴一鸣王小双[导读] 分子印迹技术（MIT）是一种有效的在高度交联，刚性的聚合物母体中引入特定分子结合位点的技术，利用分子印迹技术制备的高分子材料叫做分子印迹聚合物（MIP）。如今，这项技术已经有了较为成熟的发展，这类聚合物具备优秀的可识别性、物理化学稳定性，目前广泛应用在色谱分离、固相萃取、催化、生物传感器等领域。在此对分子印迹技术的基本原理及应用现状，并且基于文献基础对未来 研究方向做出展望。 （江苏大学，江苏镇江 212013） 摘要：分子印迹技术（MIT）是一种有效的在高度交联，刚性的聚合物母体中引入特定分子结合位点的技术，利用分子印迹技术制备的高分子材料叫做分子印迹聚合物（MIP）。如今，这项技术已经有了较为成熟的发展，这类聚合物具备优秀的可识别性、物理化学稳定性，目前广泛应用在色谱分离、固相萃取、催化、生物传感器等领域。在此对分子印迹技术的基本原理及应用现状，并且基于文献基础对未来研究方向做出展望。 关键词：分子印迹技术；聚合物；研究与发展 引言 分子从多种多样的物质中识别和结合特定分子的能力是受人们关注的生物学特征之一。这种能力赋予了人体信号调节、催化、免疫和物质运输等各种生理机能。随着技术的成熟，关于酶、抗体等是如在体内进行特定识别的问题，吸引了众多研究人员的关注，科学家们开始尝试各种方法试图研究并且合成能模仿其功能的材料，通过化学合成具有特征结构域的生物功能材料来复制和呈现生物体特异识别功能，以此为切入点研究其作用机制，分子印迹聚合物便是其中一种极具代表性的仿生功能材料，在生物传感器、生物调节器、合成酶等许多领域的应用已经有了客观的研究进展。 分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique or Technology,MIT）是一种通过模拟自然界中“抗原－抗体”分子识别作用的仿生分子识别技术［1~3］。该技术利用化学交联反应将模板分子与功能单体通过分子间相互作用生成稳定的聚合物，除去模板分子后生成分子印迹聚合物。MIP保留有与原模板分子大小形状完全匹配的结合位点和立体空穴[4]，这样的结构就像锁与钥匙，能够对模板分子表现出特异的选择性和识别性。 1分子印迹技术的分类 按照功能单体与目标分子官能团之间不同的作用形式，可将MIT最基本的技术方法分为：共价法、非共价法以及半共价法三类[5]。 共价法也可称之为预组织法，这种方法是利用功能单体与目标分子之间共价键相互作用结合的方式，首先加入交联剂，当形成聚合物之后，再将共价键断裂出去目标分子。此类聚合物的制备以及分子识别过程的关键因素是功能单体与目标分子之间的可逆共价键的相互转化。因为共价法制备印迹聚合物的方法过于复杂导致难以成功，如今并没有广泛的应用[6]。 非共价法又名自组织法。此方法的原理为：首先，功能单体与目标分子之间依靠较弱的非共价键、氢键、疏水作用、静电等作用进行自组织，形成带有多重作用位点的分子复合物，之后经过交联剂处理，除去目标分子，得到分子印迹聚合物[7]。此方法相对简便，在实际应用比较广泛。 半共价法是介于共价法与非共价法中间的一种方法，它结合了共价法和非共价法的特点。简单的说即在制备印迹聚合物时功能单体和目标分子以共价键的方式结合，在洗脱目标分子之后，其所形成的分子印迹聚合物则是以非共价作用来识别目标分子[8]。 2分子印迹技术的应用 2.1分子印迹聚合物用于从食品基质中提取有害物质 近年来，食品安全已经逐渐成为人们关注的焦点，发展快速、高效针对有害物质残留的检测技术成为当前解决食品安全问题的关键。分子印迹聚合物作为一种能够特异性识别其对应分子的高分子材料吸附剂，具有预定性、较强识别性和较高稳定性的优点[9]，MIPs以其优良的性能被广泛应用于食品领域。目前主要包括对食品中药物残留、非法添加物、环境污染物等的分离和纯化检验。 MIPs的主要制备方法有沉淀聚合，本体聚合，原位聚合，原子转移自由基聚合以及表面印迹聚合。主要采用固相萃取（SPE）的方法进行检测[10]。固相萃取技术即根据样品在溶剂及吸附剂间的不同分配，利用吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品基质及干扰化合物分离，再用洗脱液洗脱，以分离、富集或者纯化目标化合物。通过沉淀聚合制备用于从废水中提取6种酚类化合物的 MIPs 吸附剂，得到的多模板 MIPs(平均粒径4μm) 用于填充柱SPE，对其他结构类似物化合物也有一定的选择性。固相萃取技术由于具有使用较少有机溶剂，可批量处理样品,耐极端环境、高选择性、制备简单、有机溶剂及水溶液中均可使用等优点.已被广泛应用于农残检测、食品分析中。将分子印迹技术和固相萃取技术结合起来，充分利用了二者的优势。总体而言，预计今后将开发大量材料均匀性好和孔隙率(总表面积、孔隙宽度和体积)高的新型复合MIPs 吸附剂,并且着力提高 MIPs 的可重复使用性和批次重现性，增强其可扩展性和适应性，便于供大规模生产和实验室使用[11]。 结语 本文对分子印迹的制备，应用现状做出了论述，随着分子印迹技术研究的不断发展，它的制备将会越来越简便，分子印迹聚合物的选择性也更加完善。新型聚合方法的研究也可大大提高分子印迹聚合物的理化性质。而超高效液相色谱法的普及，也为分子印迹技术的发展提供了更广阔的应用领域。分子印迹技术有望成为多组分分离及衡量组分富集的常规方法，并应用更多标准物质的定值工作。更多的应用于我们的食品安全，医疗疗健康等生活领域。 参考文献 [1]Ｂyuns ＨＳ，ＹounｂＹＮ，Ｙunc ＹＨ．Ｓep Ｐurif Ｔechnol，2014，7４（1）：144～153. [2]Ｃameron Ａ，Hakan ＳＡ，Ｌars IＡ．ＪＭol Ｒecongni，2006，19（2）：106～180. [3]Ｐorkodi Ｋ，Ｃarla Ｍ，Ａna Ｆ．ＪＣhemＴechnol Ｂiotechnol，2015，90（ 9）：1552～1564. [4]韦寿莲，刘玲，黎京华．分析化学，2015,43(1):105～109
分子印迹技术及其在环境分析中的应用
分子印迹技术及其在环境分析中的应用 摘要：分子印迹是近十年发展起来的新技术．本文阐述了分子印迹技术的原理与 分子印迹聚合物的制备方法，介绍了该技术在环境领域中的若干应用，提出了分子印迹技术将为环境领域的科学研究开辟一条新路等观点。 关键词：分子印迹；分子印迹聚合物；环境领域 分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分子完全匹配的聚合物的实验制备技术。它最初源于20世纪40年代的免疫学。1972年首次成功制备出分子印迹聚合物(molecular imprinted polymers，简称MIPs)，这项技术才逐渐为人们所认识。近10年来分子印迹技术得到了飞速发展，并在医药、食品、军事、化工和环境等领域显示出广泛的应用前景。 分子印迹技术原理以及分子印迹聚合物的制备方法 分子印迹技术是制备分子印迹聚合物的技术，其制备过程包括三个步骤：一是使目标分子(即印迹分子，模板分子)与特定功能单体通过共价或非共价作用形成复合物；二是在复合物中加入交联剂，使其在复合物周围与功能单体聚合，形成刚性的高分子聚合材料；三是用物理或化学方法将模板分子从聚合物中取出，该聚合物即分子印迹聚合物，简称MIps，便产生与模板分子的形状、大小和官能团的固定排列相匹配的印迹孔穴。对模板分子具有“记忆”能力由于用不同的模板分子制备的MIPs具有不同的结构和性质，一种MIPs只能与一种分子结合，也即MIPs对该模板分子具有选择性结合作用。 根据印迹分子与功能单体间作用力的性质。通常将MIPs分为共价结合型(预组装型)、非共价结合型(自组装型)和综合型。共价结合型印迹过程单体和模板分子间的作用力强，形成的复合物稳定。所得的印迹聚合物对模板分子具有高的选择性，但印迹过程比较复杂，从聚合物中除去目标模板分子较为困难。而且结合与解离速度缓慢，不利于分离。目前。用此法已获得一些酯、酮、醛、糖类及其衍生物、甘油酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物、铁转移蛋白酶、联辅酶和西佛碱等化合物的MIPs。非共价结合型印迹技术主要是利用较弱的分子间作用力来形成复合物，印迹过程较为简单，可在温和的条件下除去模板分子。但易导致所得的空穴对模板分子的亲和力不均一。这种类型的MIPs包括一些染料、酸、胺类、维生素、氨基酸及其衍生物、多肽、苄眯、激素、除草剂、金属、核酸和蛋白质等。综合型印迹技术是将以上两种技术结合起来。得到兼有共价型亲和性强、选择性高以及非共价型操作条件温和等特点。早期研究中制备的分子印迹聚合物是块状的，使用时研成细末。近年来的MIPs主要有四种形态，其制备技术也有所不同，如图
分子印迹技术
分子印迹技术(molecular imprinting technology,MIT)是20世纪末出现的一种高选择性分离技术,这种技术的基本思想是源于人们对抗体-抗原专一性的认识,利用具有分子识别能力的聚合物材料——分子印迹聚合物(molecule imprinting polymer,MIP)来分离、筛选、纯化化合物的一种仿生技术。因为制备的材料有着极高的选择性及卓越的分子识别性能,很快在固相萃取、人工酶学、手性拆分、生物传感器、不对称催化等方面得到了广泛的应用。笔者现主要对MIT在中药提取分离中的应用作一概述。 1 分子印迹技术基本原理及聚合物的制备 1.1 基本原理 MIT是选用能与印迹分子产生特定相互作用的功能性单体,通过共价或非共价作用在溶剂中形成印迹分子-功能单体复合物,加入交联剂,在引发剂的引发下与带有特殊官能团的功能单体进行光或热的聚合,形成三维交联的聚合物网络,然后,用合适的溶剂除去印迹分子,在聚合物网络中形成空间和化学功能与印迹分子相匹配的空穴。这种空穴与印迹分子结构完全一样,可对印迹分子或与之结构相似的分子实现特异性的识别。 1.2 分子印迹聚合物的制备 分子印迹聚合物的制备过程可分为3步：第一步是印迹,将印迹分子和功能单体按比例混合,使其存在一定的分子间作用力；第二步是聚合,加交联剂,使复合物通过聚合反应形成聚合物；第三步是去除印迹分子,反复洗脱水解,使其形成具有一定空穴的分子印迹聚合物。根据功能单体和印迹分子间作用力的差异,MIP可分为以下3类。 1.2.1 共价键法 也称预先组织法。印迹分子与功能单体通过可逆的共价键结合,加入交联剂共聚后,印迹分子通过化学方法从聚合物上断开,再用极性溶剂将印迹分子洗脱下来,使其形成具有高密度空腔的分子印迹聚合物。其主要的反应类型有形成硼酸酯、西佛碱、缩醛(酮)、酯等。共价键法的优点是空间位置固定,选择性高,峰展宽和脱尾少,常用于诸如糖类、氨基酸类、芳基酮类等多种化合物的特定性识别。由于共价键比较稳定,因而会生成较多的键合位点,印迹效率要高于非共价键印迹法。其缺点是功能单体选择有限,使模板限制较大且难以除去。因此,在选择模板时共价键键能必须适当，否则会使在识别过程中结合与解离速度偏慢,难以达到热力学平衡。 1.2.2 非共价键法
分子印迹技术及其研究进展
分子印迹技术及其研究进展 Malikullidin iz kaldurux tehnikisi wa uning tarakkiyati 分子印迹技术 近年来分子印迹学作为一门新兴的科学门类得到巨大的发展。分子印迹技术是 一种模拟抗体- 抗原相互作用的人工生物模板技术。它可为人们提供具有期望结构和性质的分子组合体，因此，分子印迹技术已成为当今化学研究领域的热点课题之一。分子印迹的出现源于免疫学，早在20世纪40年代由诺贝尔奖获得者Pauling 根据抗体与抗原相互作用时空穴匹配的“锁匙”现象，提出了以抗原为模板来合成抗体的理论。直到1972年德国科学家Wulff [18]研究小组首次成功制备出分子印迹聚合物，使这方面的研究得到了飞速的发展。1993年Mosbach[19]研究小组在美国《自然杂志》（《Nature》）上发表有关分子印迹聚合物的报道，更加速了分子印迹在生物传感器[20-24]、人工抗体模拟[25]及色谱固定相[26-30]分离等方面的发展，并由此使其成为化学和生物学交叉的新兴领域之一，得到了世界注目并迅速发展。分子印迹技术的应用研究所涉及的领域非常广泛，包括环境、医药、食品、 军事等。 1.分子印迹技术的基本原理及特点 分子印迹聚合物是具有特定功能基团以及孔穴大小和形状的新型高分子材料。是具有高度交联的结构，稳定性好，能够在高温、高压、有机溶剂以及耐酸碱的分子识别材料。它的制备是通过以下方法实现的：首先用功能单体(functional monomer)(funkissial tana)和模板分子（template）(izi kaldurlidigan malikulla)以共价键或非共价键形成复合物,再加入适当的交联剂 (cross-linker)(tutaxturguqi)和引发剂在加热、紫外光或其它射线照射的条件下聚合, 从而使模板分子在空间固定下来；最后通过一定的方法把模板分子洗脱,将模板分子从聚合物中除去, 这样就在聚合物中留下一个与模板分子在空间结构上完
生物医用高分子材料研究进展及趋势
JI A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 学院名称：材料科学与工程 专业班级：金属1302 学生姓名：钱振 指导教师姓名：王宝志 2016年10 月
生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号：63 班级：金属1302 材料科学与工程学院 摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，分子材料在各领域得到了显著应用，在医用领域应用更多，本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件，概述了医用高分子材料的研究现状及其用途，并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词：生物材料，生物医用高分子材料，现状，应用，展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科，它是生物学、医学、化学、物理学和材料学交叉形成的边缘学科，是用于人工组织或器官制备、高性能医疗器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料，简称生物材料(BiomaterialS)，是一类具有特殊性能或功能，用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[，生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等）。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料取得了长足的进展，目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展，出现了大量的医用新材料和人工装置，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来，由于生物医学工程、材料科