分子印迹聚合物及其应用.pdf

维普资讯 vn1．1l 功 能 高 分 予 学 报 1998年 l2月 Joun~ ofFunctionalP0v【IT1ers 分子印迹聚合物及其应用’ ／ 刘俊秋 罗贵氏 沈家骢 (1 ： 工程实验室，长： i‘j_23) ／／ (2吉林大学超分子结构与光谱开放实验室，长春 130023) 摘 要 综述分子印迹原理、分子印迹聚合物的制备和特性．毗及分子印进聚合物在对映体拆分、 人工抗体、模拟酶、以厦分子器件方面的应用。 苎中兰图分．．芎●!程!广茎～竺兰：～：：堡送垂 人工苷做 }嚣1畸 1 分子印迹(molecularimprint[ng)属于超分子研究范畴。它是指制备对某一特定分子(模板 分子或印迹分子)具有选择性的聚合物的过程。它通常可描述为制造识别 “分子钥匙”的人工 “锁”的技术。 在天然生物体如酶、受体和抗体中．分子识别在生物活性方面发挥着重要作用，这种高选 择性来源于与底物相匹配的空穴的存在。为获得这样的空穴，人们应用小分子环状或橘状化 合物如冠醚 【、环番 【、环糊精L3]、杯芳烃 【等来模拟生物体系。应用分子印迹同样可以在聚 合物中制造相似的空穴。如果以一种分子充当模板，其周围用聚合物交联，当模板分子除去 后，聚合物就留下了与此分子相匹配的空穴。如果构建合适，这种分子印迹聚合物就象锁一样 对此钥匙具有选择性。 分子印迹的出现源于免疫学，早在二十世纪三十年代 Breinl和Haumwi~z．而后是 Mudd 提出一种当抗原侵入时生物体产生抗体的理论．后来由Pauling做 进一步说明[53，它的基本 点是抗体在形成时其三维结构会尽可能的同抗原形成多重作用点，抗原作为一种模板就会 “铸 造”在抗体的结合部位。后来 “克隆选择”理论否定rPauling的抗体形成学说，但这种学说却 为分子印迹理论奠定r基础。 从Pauling理论出发．科学家对分子印迹进行了各种偿试，但直到七、八十年代这一技术才 真正有所突破。1972年Wuff小组首次报导成功制备出分子印迹聚合物L6-7J。经过二三十年 的努力，分子印迹技术趋于成熟，并在分离提纯、免疫分析、模拟酶以及生物传感器等方面吲 显示出应用潜力和广泛的应用前景。 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。但它却不同于 模板聚合。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 合物对聚合速度和结构有着特殊的影响作月{．能得到具有一定聚合度，立体规整结构的聚合 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 * 收稿 日期 ：19980—02—20 -- 通讯人 维普资讯 刘俊秋 罗贵民 沈家骢 物通常是线型分子，而分子印迹聚合物则是高交联度的热固型高分子。 1 分子印迹原理 在生物体中，分子复合物通常通过非共价键如氢键或离子键相互作用而形成。同共价键 相比，非共价键相互作用力很弱．但几个或多个相互作用点会导致复合物相互作用很强，使复 合物具有很高的稳定性。由Paullng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，这种作用就会被固定下来，当模板分子被除去后．聚合物 中就形成 与模板分子空间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