分子印跡聚合物研究進展及應用（2012—2013年期間）

【摘要】綜述了分子印跡聚合物特性研究及應用在2012-2013年期間最新成果，主要總結了分子印跡聚合物行為特性研究進展及分子印跡聚合物的應用。并提出一些分子印跡聚合物研究上相對薄弱和不足之處。

【關鍵詞】分子印跡聚合物；應用；研究進展

分子印跡，是指用化學方法制備對某一特定分子具有特異選擇性的聚合物的過程。1931年由Polyakov最先提出，20世紀80年代后迅速發展。分子印跡技術得到迅速發展主要原因是它具有構效預定性、特異識別性、廣泛實用性三大優點。分子印跡在藥物分離、食品與環境檢測、抗體或受體模擬、傳感器等諸多領域都有廣泛的應用。

1 分子印跡聚合物最新研究成果

1.1 分子印跡聚合物吸附行為研究

被吸附分子到達結合位點及其與印跡位點的結合是影響分子印跡聚合物吸附行為的重要因素。楊強[1]等以木犀草素為模板分子，丙烯酰胺和4-基吡啶為功能單體 乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯劑，用本體聚合法制備了分子印跡聚合物，通過對聚合物的結構表征與吸附性能測試，發現功能單體對印跡聚合物的物理形貌、平均孔徑、孔容比表面積有很大影響，這些結構特征與印跡聚合物的吸附性能密切有關。

1.2 對于水溶液體系的分子印跡聚合物研究進展

隨著分子印跡技術的飛速發展，分子印跡聚合物作為具有專一性識別能力的合成受體，在環境監測食品安全分析與臨床醫學診斷等領域展現出廣闊的應用前景。而由于這些檢測的溶液均為水溶液體系，因此開發在水溶液中具有優異專一分子識別性能的分子印跡聚合物受到了廣泛的關注。

張會旗[2]等人從分子設計出發，將可控/“活性”自由基聚合與分子印跡聚合物研究有機地結合起來，利用可控/“活性”自由基聚合技術{包括Iniferter-誘導的可控自由基聚合、原子轉移自由基聚合及可逆加成/裂解鏈轉移（RAFT）聚合}制備表面具有親水性高分子刷或高分子水凝膠超薄殼層的分子印跡聚合物微球。通過在分子印跡聚合物微球的表面引入親水性高分子殼層的方法來達到提高其表面親水性、降低其在水溶液中對所需識別分子的非專一性吸附、并最終得到適于水溶液體系的分子印跡聚合物的目的。

2 分子印跡聚合物應用

2.1 分子印跡傳感器

分子印跡聚合物對目標分子具有高度的選擇性和專一性，使得分子印跡傳感器具有靈敏度高、選擇性好、價格低廉等優點。可作為識別元件的敏感材料[3]。

近年分子印跡傳感器也在許多新方面得到應用。Liang R N[4]等采用沉淀聚合法制備了以鹽酸克倫特羅（瘦肉精）為模板的電位式膜傳感器。該電位式傳感器已成功應用于豬尿中瘦肉精的檢測，回收率在98%～107%，整個分析時間不到3min。Gregory A[5]等采用點擊化學的方法以對苯二酚為模板分子，甲基丙烯酰胺為功能單體在金電極上制成了clicked-on 對苯二酚分子印跡膜傳感器，相比coated-on對苯二酚分子印跡膜傳感器的檢出限低了三倍多。而在對對苯二酚檢測的靈敏度上clicked-on對苯二酚分子印跡膜傳感器比coated-on對苯二酚分子印跡膜傳感器快了近三倍。用計時安培分析法對兩種傳感膜的表面擴散系數進行分析，發現clicked-on對苯二酚分子印跡傳感膜具有非常好的傳質特性。Wang Z H[6]等人利用席夫堿和金屬離子之間強的相互作用在水溶液中制備了對 離子具有靈敏度高的自組裝單層膜（SAMs）分子印跡電化學傳感器。該法制備的印記聚合物傳感器相比較三維的分子印跡傳感器，響應時間更短、敏感性更強、穩定性更好，主要是SAMs在某種程度上克服了模板分子的橫向擴散，該法已成功用于檢測黃河水中的 離子。

分子印跡傳感器作為一種成本低廉、制作簡單、選擇性高、靈敏度好的識別裝置，有著深刻的理論意義和廣泛的應用前景。

2.2 在中藥領域應用

中藥中的有機成分十分復雜，用普通的化學分離方法很難分離出其中的有效成分，而分子印跡具有的特異識別性能夠高效的分離出其中的活性成分。

在中藥創新藥物研究領域主要是用于尋找已知藥物的結構類似物，進而開發比已知藥物療效更好、毒性更低或價格更低的替代藥物[7]。

2.3 環境污染治理應用

由于分子印跡聚合物具有良好的選擇性能，在催化降解污染物技術方面，制備有印跡涂層的光催化劑，以提高光催化劑的選擇性能。研究表明，分子印跡技術與光催化技術的結合是提高對目標物選擇氧化去除的有效方法[8]。

2.4 醫學應用

在醫學領域有關目標蛋白質的分離、檢測或定量研究至關重要。其中基于抗體/抗原特異識別作用的方法被普遍認為是最有效的方法[9]，以蛋白質為模板合成納米結構蛋白質印跡材料。雖然近期并沒有通用性好適用性強的合成方法，但相信隨著更多科研人員的不斷深入研究，分子印跡技術會在這一領域取得更多成果。

3 分子印跡技術的展望

分子印跡作為一項高效檢測分離技術，在多方面都起到了巨大的作用。但分子印跡還存在著急需解決的問題。在分子印跡領域發展更多的是特定目標的分子印跡聚合物的合成，而對分子印跡吸附行為研究較少。其中被吸附分子到達結合位點主要與聚合物的傳質特性相關，由于影響因素較復雜，仍屬分子印跡聚合研究的薄弱環節。還有合成分子印跡聚合物的功能單體種類太少不能滿足某些印跡分子的需求。針對像蛋白質、DNA/RNA等大分子的化合物的分子印跡聚合物的合成較少。

參考文獻：

[1]楊強，羅貴桃，and 肖蓉，分子印跡聚合物的吸附行為研究.化工新型材料，2013（04）：p.87-89.

[2]張會旗 and 李晨溪，適于水溶液體系的分子印跡聚合物研究進展.高分子通報，2013（01）：p.13-25.

[3]王琳，譚學才，趙丹丹，劉力，雷福厚，黃在銀，龔琦，WANG Lin，TAN Xue-Cai，ZHAO Dan-Dan，LIU Li，LEI Fu-Hou，HUANG Zai-Yin，GONG Qi - 《高等學校化學學報》 2012年8期

[4]Liang R N，Gao Q，Qim W.Potentiometric sensor based on molecularly imprinted polymers for rapid determination of clenbuterol in pig urine[J].Chinese Journal of clenbuterol，2012，40（3）：354-358

[5]Gregory A，Stenzel M H.Complex polymer architectures via RAFT polymerization：From fundamental process to extending the scope using click chemistry and nature’s building blocks[J].Progress in Polymer Science，2012，37（1）：38-105

[6]Wang Z H，Qin Y X，Wang C，et al.Preparation of electrochemical sensor for lead（Ⅱ）based on molecularly imprinted film[J].Applied Surface Science，2012，258（6）2017-2021

[7]衣麗娜，尹小英，江一帆，劉慶山，YI Li-na，YIN Xiao-ying，JIANG Yi-fan，LIU Qing-shan - 《國際藥學研究雜志》 2012年4期

[8]馬偉青，2012 - 哈爾濱工程大學：環境工程

[9]董明杰，李義雅，柴志華，袁冬英，傅國旗 - 《高分子通報》 2013年1期