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分子印记技术及应用即文献综述 分子印记技术及应用即文献综述 分子印记技术及应用 南岳化学与材料科学系 09级应用化学1班 邓谷微 摘要：分子印迹技术（MIT ）是制备对某一特定目标分子具有特异选择的聚合物即分子印记聚合物的过程，本文从分子印迹聚合物的制备原理、制备原料、制备方法等三个方面综述了分子印迹技术，最后简述了分子印迹技术的应用及发展前景。 关键字：分子印迹技术 制备原理 制备条件 制备方法 分子印迹技术(Molecularly Imprinting Technique，MIT) 是制备空间结构和结合位点与模板分子完全匹配的聚合物的实验技术。1940年Pauling 【1】就提出了可利用抗原作为模板来制备抗体的空间结合位点理论。20世纪80年代初，研究人员利用天然化合物或合成化合物模拟生物体系进行分子识别研究，在一定意义上构成了MIT 的雏形J 。在MIT 发展的初期，德国HeinrichHeine 大学的G . Wulff 教授采用共价结合方式制备分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers，MIPs) ，但由于可供选择的材料十分有限，故在20世纪90年代以前研究进展缓慢。20世纪90年代以后，瑞典Lund 大学的K.Mosbacht 【2】在非共价MIT 方面做了许多开创性工作，并于1997年成立了国际性的分子印迹学会(Society for Molecularly Im printing ，SMI) ，极大的促进了MIT 的发展。分子印迹聚合物的识别及其理论的发展现已应用于色谱分析和色谱分离、抗体和受体模拟物、膜分离、蛋白质分析、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目前，国内外对MIT 的研究正方兴未艾，研究及应用文献较多。本文重点介绍MIT 的制备原理、制备原料、制备方法等三个方面综述了分子印迹技术，最后简述了分子印迹技术的应用及发展前景。 1.2 分子印迹技术的原理 1.2.1 分子印迹的基本原理 分子印迹的基本思想源于人们对抗原-抗体以及酶-底物专一识别性的认识，是人工合成与目标分子耦合的大分子化合物。实现分子印迹通常需要经过以下三步：(1)首先用功能单体和模板分子以共价键或非共价键(氢键、静电作用力、金属结合作用力、分子间作用力、基团之间作用力以及疏水作用等) 在溶液体系里形成复合物。(2)选择适合的交联剂、引发剂和有机溶剂，在一定的条件下加热，紫外光或其它射线照射引发自由基聚合，使之生成聚合物。(3)通过洗脱的方法，将模板分子从聚合物中除去。这样就在聚合物上留下了和模板分子在空间结构，结合点位完全匹配的三维“空穴”，这个三维“空穴”可以重新专一的、高选择性的再和模板分子结合，从而使该聚合物对模板分子具有专一的识别功能。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，当印迹分子进入到MIP 之后，由于其结构和功能集团都和“空穴”相匹配，与识别位点发生相互作用；而非印迹分子的体积大小和功能集团都不能很好的与MIP 匹配，不具备特异性的识别作用。所以一种烙印聚合物只能与一种分子结合，类似于“锁”与“钥匙”的关系，也就是说烙印聚合物对该分子具有选择性结合作用。分子印迹过程如图1。 图1 分子印迹聚合物的形成过程 1.2.2分子印迹的基本形式 按照单体与印迹分子结合的方式不同分子印迹技术主要分为共价法、非共价法、两者杂化型的分子印迹。 共价型分子印迹是一种分子预组织过程。聚合前分子印迹和功能单体通过正向可逆反应发生共价作用，形成功能单体衍生化的分子印迹衍生物；聚合后，通过反向可逆反应除去印迹分子，并通过再次的正向可逆反应来识别印迹分子。共价型分子烙印中，功能单体与印迹分子之间的共价作用力强，二者形成的化合物较为稳定，能获得空间精确定位的功能单体，有利于制备高选择性的分子印迹聚合物。但印迹过程复杂，印迹分子的抽提比较困难，可利用的可逆反应也较少，功能单体的选择受到很大的限制。该法已被应用于制备各种具有特异识别功能的聚合物，如糖类及其衍生物，甘油酸及其衍生物，氨基酸及其衍生物，芳基酮类，双醛类化合物，转铁蛋白和双辅酶等物质。 非共价型分子印迹是一种分子自组装过程，印迹分子和功能单体通过非共价作用力（如氢键作用、离子作用、疏水作用、范德华作用等）相互作用形成复合物。非共价型分子印迹的作用力形式多种多样，可印迹的分子种类多，功能单体的选择范围较宽，烙印分子的抽提也十分方便。通过非共价分子印迹技术制得的分子印迹聚合物的分子识别过程更接近于天然分子识别系统，如酶和底物以及抗体和抗原等。目前绝大多数的分子印迹聚合物均是通过