分子印迹技术.doc

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1、分子印迹聚合物的研究现状及展望闻军材料与化学工程学院化学工程与工艺7班，自贡643000摘要：分子印迹技术是一种制备具有分子识别功能的聚合物的新技术,是在近十几年来才发展起来的一门边缘科学技术。现已应用于色谱分离、抗体和受体模拟物、固相萃取、生物传感器等领域分子印迹技术于近十年内得到了飞速的发展,已经成为当前研究的热点之一。本文回顾了分子印迹技术近十多年来的发展过程，总结了目前的研究现状，并展望了分子印迹技术未来的发展趋势。关键词：分子印迹聚合物;分子印迹；研究进展引言每年公开发表的论文数几乎直线上升。人们研究分子印迹聚合物(也叫分子烙印聚合物，（molecularly

2、imprintedpolymers,MIPs)的历史由来已久，可以追溯到上个世纪。1940年，Pauling就提出以抗原为模板来合成抗体的设想，这是对分子印迹技术(即分子烙印技术，（moleculeimprintingtechnology,MIT)的最初描述。目前主要从事,研究工作的国家有瑞典、日本、德国、美国、英国、中国等十多个国家。国内主要研究单位有大连化物所、南开大学、兰州化物所、上海大学、军事科学院毒物所、湖南大学、东南大学、防化研究院等。之所以发展如此迅速，主要是因为它有三大特点：即预定性、识别性和实用性。由于mips具有抗恶劣环境的能力，表现出高度的稳定性和

3、长的使用寿命等优点，因此，它在许多领域，如色谱中对映体和异构体的分离、固相萃取、化学仿生传感器、模拟酶催化、临床药物分析、膜分离技术等领域展现了良好的应用前景。近年来，已有一些文献介绍了这方面的理论和最新研究成果[1-2].本文通过对这十几年的论文的回顾，并对该领域未来的发展方向作出展望，旨在引起国内分析化学工作者对该领域研究的关注，以便更快地赶上国际先进水平。1.1分子印迹技术的基本概念和原理在生物体内，分子复合物的形成通常需要借助非共价键（氢键，范德华力，离子键等）相互作用。虽然单个非共价键比单个共价键键能低，但多重非共价键的藕合和多个作用位点的协同则会形成很强的相

4、互作用，从而使复合物具有很高的稳定性。由Pauling抗体形成理论出发，当模板分子与聚合物单体接触时会尽可能地同单体形成多重作用点，如果通过聚合，把这些多重作用点固定或“冻结”下来，5当模板分子除去后，聚合物中就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点的空穴，这样的空穴对模板分子具有选择性。也有人将共价作用与非共价作用相结合,应用于制备MIPs[3]分子印迹技术是通过以下方法实现的。（1）在适当的介质中，具有适当功能基的功能单体通过与模板分子间的相互作用聚集在模板分子周围，形成单体-模板分子复合物。（2）功能单体与过量的交联剂在致孔剂的存在下形成聚合物，

5、从而使功能单体上的功能在特定的空间取向上固定下来。（3）通过一定的物理或化学方法把模板分子脱除。这样就在聚合物中留下一个与模板分子在空间结构上完全匹配，并含有与模板分子特异性结合的功能基的三维空穴。这个三维空穴可以选择性地重新与模板结合，即对模板分子具有专一性识别作用。这个三维空穴的空间结构和功能单体的种类是由模板分子的结构和性质决定的。由于用不同的模板分子制备的分子印迹聚合物具有不同的结构和性质，所以一种印迹聚合物只能与一种分子结合，类似于“锁”和“钥匙”，也就是说印迹聚合物对该分子具有选择性结合作用。分子印迹与模板聚合类似，它们都是利用单体或生成的聚合物与模板分子通

6、过氢键，静电结合和范德华力等相互作用，经单体聚合后产生具有一定结构的聚合物。分子印迹与模板聚合主要的不同之处在于：模板聚合是指单体与聚合物模板共同存在下所进行的聚合反应。起模板作用的聚合物对聚合反应速度和聚合物的最终结构有着重要和特殊的影响作用，能得到具有一定聚合度和规整立体结构的聚合物。通常，模板聚合是以聚合物为模板，而分子印迹聚合可以以任何分子为模板。模板聚合产物通常是线型分子，而分子印迹聚合物则是具有高交联度的热固型高分子。分子印迹的3个过程可用图1-1来描述。图1-1分子印迹的3个过程51．2分子印迹技术的分类按照单体与模板分子结合方式的不同，分子印迹技术可分为

7、预组织法和自组装两种基本方法。1.2.1预组织法（preorganization）预组织法（preorganization）又称共价法，由德国的Wulff及其同事在20世纪70年代初创立。在此方法中，模板分子（印迹分子）首先通过可逆共价键与单体结合形成单体模板分子复合物，然后交联聚合，聚合后再通过化学途经将共价键断裂而去除印迹分子。共价键作用的优点是聚合中能获得在空间精确固定排列的结合集团。若印迹分子能以高百分比除去，则是一类很好的功能材料。对用于催化剂的聚合物来说，其内部结合基团的方向和空穴中起催化作用的活性基团极为重要，此情况下共价键