分子印迹

分子印迹（共10篇）

分子印迹 篇1

1分子印迹技术概念与发展进程

分子印迹技术 (MIT) 也称分子烙印, 是将高分子科学、生物化学、材料科学、化学工程等学科有机结合在一起, 以目标分子为模板进行合成, 并获得在空间结构和结合位点上与模板分子匹配完全的聚合物, 即分子印迹聚合物 (MIPs) 的一种新型制备技术。

1949年, Dickey首先实现了染料分子在硅胶中的印迹并提出“分子印迹”的概念, 1972年由Wulff研究小组首次成功地制备出对糖类化合物有高选择的共价型分子印迹聚合物。然后随着在非共价与共价-非共价混合型分子印迹聚合物制备层面的创新性工作, 特别是在1993年Mosbach等在《Nature》上发表关于茶碱分子印迹聚合物的报道以后, 分子印迹技术得到迅速发展。

2分子印迹技术的基本原理

分子印迹技术的实现过程就是一个制备对目标分子 (亦称做印迹分子或模板分子) 具有特定性选择的高分子聚合物的过程。该过程包括以下几个步骤:

1.印迹分子和与之匹配的功能单体通过共价键或/和非共价键作用, 形成可逆的复合物或化合物;

2.加入适当的交联剂, 并在一定条件下 (光或热) 发生聚合反应, 形成具有三维网状结构的共聚物, 将该复合物或化合物固定在这种网状结构中;

3.在某种条件下 (有机流动相等) 去除印迹分子, 这样就在网状结构中留下一个与印迹分子在空间结构上匹配完全, 并且含有可与模板分子专一性重新结合的三维孔穴。

这个三维孔穴可以特异性地重新与印迹分子再结合, 即对印迹分子具有专一性识别作用

3分子印迹的基本形式

根据制备分子印迹聚合物过程中模板分子与功能单体之间作用力方式的不同, 分子印迹技术可分为两种方法——共价法和非共价法。

共价法又称作预组装法或预组织法, 指的是在分子印迹聚合物形成以前, 模板分子通过共价键和功能单体结合形成可以聚合的单体, 然后和交联剂在一定条件下聚合, 聚合完成之后再通过化学的方法使共价键断裂, 用以除去印迹分子。

非共价法也被称作自组装法, 指的是在聚合之前模板分子和功能单体在溶液之中通过静电、氢键作用、疏水作用、金属配位、范德华力等超分子作用用以自发形成的具有多重作用位点的主-客体配合物, 之后通过和交联剂的聚合反应, 将这些溶液状态下的自组装配合物的结构固定下来, 除去印迹分子之后就得到非共价型的印迹聚合物。

4分子印迹整体柱的制备方法

整体柱亦称作连续床、连续棒或者整体固定相, 它与分子印迹技术相结合, 综合两者的优点即为分子印迹整体柱。原理是采用原位聚合的方法, 在空的色谱柱管中灌注模板分子、功能单体、致孔剂、交联剂、引发剂等混合溶液, 经过热引发或光引发发生聚合反应。反应结束后使用有机类溶剂洗去模板、未反应完的功能单体、致孔剂和其它可溶性物质, 即得到了大孔的聚合物整体柱。

整体柱的液相流动相通透性和它本身的孔结构情况密切相关, 整体柱中较大的孔越多, 流动相通过时的压力就越小, 可是当大孔的孔径大于50 nm时对基质材料的表面积贡献十分之小。对于色谱分离而言, 要求固定相的表面积越大越好, 因此为了获得较大的表面积, 同时希望基质材料中孔径介于2-50 nm的中孔与小于2nm的小孔应尽可能的多一些。为此我们必须兼顾大的比表面积和较低柱压这两个方面的需求。分子印迹整体柱中由于考虑了传质速度而特有存在着的大孔通道, 使得流动相直接通过并将传统的缓慢扩散传质代替以对流传质, 这种改变使得样品的传质阻力大大降低。

与传统的填充柱相比, 分子印迹整体柱具有以下显著的优点:首先整体柱制备过程简单操作方便, 整体结构性较好, 色谱性能稳定, 将填料合成和柱装填分两步完成的传统操作合二为一, 避免了固定相合成、筛选、装填等繁琐步骤, 提高了色谱柱性能的重现性, 增强了柱体的稳定性;其次提高色谱柱的空间利用率, 整体的结构特点避免了填料颗粒间的空白体积;其三, 分子印迹整体柱内部独有的大孔结构构成了许多“通径”, 在分离过程中部分流动相将直接流经这些“通径”, 大幅度降低了流动相通过色谱柱时产生的背压, 减少了柱内聚合物被高压冲塌的现象;最后一点, 色谱柱内传质的主要形式由传统缓慢的扩散传质改变为整体柱内的对流传质, 大幅度提高了传质速度和效率。即便流速较高也不会影响到柱效, 十分适合于实现生物大分子的快速分离, 令一次分离过程能够在几分钟甚至缩短至在几十秒内就可完成。

结语

分子印迹聚合物的最大特点就是具有高度的特异性选择性能[3]。加之对印迹分子具有生物的专一识别性, 并且与生物抗体相比具有稳定性好、抗恶劣环境能力较强、使用寿命长等优点。目前, 分子印迹聚合物已被应用于手性化合物的拆分、生物传感器、固相萃取技术、抗体模拟化、酶催化模拟以及控释药物等多个领域。

摘要：与常规的分离或分析用的色谱固定相比较, 分子印迹聚合物的突出特点是对被分离物或分析物具有高度的选择性, 同时还具有良好的物理化学稳定性, 能够耐受高温、高压、酸碱、有机溶剂等, 容易保存, 制备简单, 易于实现规模化制备, 因而得到比较广泛的应用。

关键词：分子印迹,专一识别,色谱,整体柱

参考文献

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[2]Piletsky S A, Andersson H S, Nicholls I A.Combined hydrophobic and electrostatic interaction based recognition in molecularly imprinted polymers.Macromolecules, 1999, 32:633-636.

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分子印迹 篇2

—创新论坛—工业生物技术专家报告会

2008级生命学院3班微生物与生化药学专业

2008001243 宋汉臣

目 录

1分子印迹技术的原理与方法…………………………………………3

1.1 MIP的制备过程…………………………………………………………3 1.2制备MIP的方法………………………………………………………3 1.2.1预组装法——共价键作用…………………………………………4 1.2.2自组装法——非共价作用…………………………………………4 1.2.3 共价作用与非共价作用联合法……………………………………5 分子印迹技术在分离上的应用………………………………………5

2.1 MIP作为固定相的分离技术…………………………………………6 2.1.1MIP作为固定相分离天然产物………………………………………6 2.1.2MIP作为固定相检测食品中药物的残留…………………………7 2.2分子印迹膜(MIM)分离技术……………………………………………7

3问题与展望…………………………………………………………………8 参考文献……………………………………………………………………9摘要：分子印迹技术[1](Molecular Imprinting technique，MIT)是一种新的、很有发展潜力的分离技术。由于其具有选择性高、抗恶劣环境能力强、稳定性好、使用寿命长、应用范围广等优点，分子印迹聚合物已广泛应用于生物工程、临床医学、环境监测及食品工业等众多领域，在分离提纯、免疫分析、酶模型以及生物模拟传感器等许多方面显示出良好的应用前景，引起了人们的广泛关注，其有望在三聚氰胺的快速痕量检测上发挥作用。

关键字：分子印迹 生物分离

分子印迹聚合物 前言：

分子印迹技术最初出现源于 20世纪 40年代的免疫学，当时Pauling[3]首次提出抗体形成学说为分子印迹理论的产生奠定了基础，1993年Mosbach等人有关茶碱分子印迹聚合物的研究报道，使这一技术在生物传感器、人工抗体模拟及色谱固相分离等方面有了新的发展，得到世界注目并迅速发展。基于该技术制备的分子印迹聚合物具有亲和性和选择性高、抗恶劣环境能力强、稳定性好、使用寿命长、应用范围广等特点,因此分子印迹技术在许多领域，如色谱分离、固相萃取、仿生传感、模拟酶催化、临床药物分析、膜分离等领域得到日益广泛的研究和开发，有望在生物工程、临床医学、天然药物、食品工业、环境监测等行业形成产业规模化的应用。目前，全世界[3]至少有包括瑞典、日本、德国、美国、中国、澳大利亚、法国在内的 10多个国家、100个以上的学术机构和企事业团体在从事分子印迹聚合物的研究和开发。

分子印迹技术是近年发展起来的一种新方法[2]，它可为人们提供具有期望结构的性质的分子组合体。当体系中存在着模板分子时，功能单体可以通过聚合使这些模板分子以互补的形式固定下来。聚合后，模板分子可被除去，于是在这一过程中，体系变动的“快照”就可被“拍摄”或记录下来，此对模板分子具有“记忆”功能，再遇到模板分子时就表现出独特的识别性能。从而使获得的分子组装体能专一性地键合模板分子以及它的类似物。

1分子印迹技术的原理与方法

分子印迹技术是指制备对某一特定分子具有选择性识别能力的聚合物的技术。模板分子与功能单体相互作用形成超分子复合物，再在交联剂作用下形成聚合物；当在一定条件下除

[4]去模板分子后，即可得到分子印迹聚合物(MIP)。

[5]1.1 MIP的制备过程

MIP的制备过程主要由如下 4步构成：（1）印迹分子与功能单体通过共价或非共价键作用相互结合，形成印迹分子-单体配合物（图1步骤3）

（2）在配合物中加入交联剂，受引发剂、热或光引发，印迹分子-单体配合物周

围产生聚合反应。在此过程中，聚合物链通过自由基聚合将模板分子和单 体配合物“捕获”到聚合物的立体结构中。常用交联剂有：双甲基丙烯酸乙二醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三甲氧基丙烷、三甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯等。（图1步骤4）

[6]（3）洗脱印迹分子，得到印迹聚合物，形成含有与印迹分子形状和功能基团排列相匹配的空穴。分子印迹的3个过程可用图1来描述。（图1步骤5）因此MIP对印迹分子有“记忆”功能，对其具有高度的选择性。

图1分子印迹示意图(4)后处理。在适宜的操作条件下对印迹分子聚合物进行成型加工和真空干燥等后处理。所制备的分子印迹聚合物应具备良好的物理化学和生物稳定性、高吸附容量和使用寿命、特定的形状尺寸，以获得较高的应用效率。

[2]1.2制备MIP的方法

根据印迹分子和功能单体之间的作用可将制备MIP的方法分为以下三种： 1.2.1预组装法(Pre-organized approach)——共价键作用

共价键法是由Wullf等人创立发展起来的。该方法中印迹分子(目标分子)和功能单体以共价键的形式结合生成单体—模板配合物，单体—模板配合物于交联剂反应生成聚合物

[3] 后，进一步在化学条件下打开共价键使印迹分子脱离。此时形成的共价键既稳定又可逆，这似乎是相互矛盾的双重特性，所以注定了其生成的分子稳定性高、抗性好、选择性强，但产物的洗脱困难的特性。共价键法主要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、香酮、醛类及甾醇类物质。1.2.2自组装法（Self-assembly approach）——非共价作用

非共价键法是由Mosbach等人发展起来的，即把适当比例的印迹分子与功能单体和交联剂混合，通过非共价键结合在一起生成非共价键印迹分子聚合物。非共价作用不必合成共价的单体-模板配合物，可在温和的条件下很快的将模板从聚合物中除去，拥有较快的反应速度，但这些也恰恰反映了非共价作用的缺点：选择特异性不强、生成的聚合物不稳定。此法主要应用于下列物质的分离中: 染料、二胺、维生素、氨基酸衍生物、多肽、肾上腺素功能药物阻抑剂、茶碱、二氮杂苯、核苷酸碱基、非甾醇类抗感染药莱普生和苄胺等。

共价键法和非共价键法的主要区别在于：单体与模板分子的结合机理不同，非共价键法中通过弱的相互作用力在溶液中自发地形成单体模板分子复合物，而共价键法是通过单体和

[3]模板分子之间的可逆性共价键合成单体模板分子复合物的，见(图13)。

图13 共价作用与非共价作用过程1.2.3 共价作用与非共价作用联合法

近来 Vulfson等人又发展了一种称之为“牺牲空间法(sacrificial spacer method)”的分子印迹技术。该法实际上是把分子自组装和分子预组织两种方法结合起来形成的方法，其制备过程如图 14所示。

[3]

图 14 牺牲空间法示意图模板分子与功能单体以共价键的形式形成模板分子的衍生物(单体—模板分子复合物)，这一步相当于分子预组织过程，然后交联聚合，使功能基固定在聚合物链上，除去模板分子后，功能基留在空穴中。当模板分子重新进入空穴中时，模板分子与功能单体上的功能基不是以共价键结合，而是以非共价键结合，如同分子自组装。那么整个过程也就是制备时模板分子与功能单体共价结合，反应时底物分子和聚合物非共价结合。这样就同时拥有了稳定性

高、抗性好、选择性强等预组装法过程的优点，和反应快，易分离的自组装法优点。

[7]2 分子印迹技术在分离上的应用

MIP具有良好的操作稳定性和特异的识别性质，不受酸、碱、热、有机溶剂等各种环境因素影响的特点。MIP的印迹分子范围广阔，MIP的最重要的用途之一就是用于分离混合物，MIP用于分离中最主要的用途之一是作为色谱固定相，并已用于高效液相色谱(HPLC)、毛细管电色谱(CEC)、以及薄层色谱(TLC)分离中，还用于膜分离、固相萃取等重要分离技术。2.1 MIP作为固定相的分离技术

分子印迹固相萃取具有：对目标物能选择性吸附；能耐高温高压、耐有机溶剂；重复使

[8]用次数高等优点。自从Sellergren于1994年将MIPs用于戊脒的固相萃取以后，基于MIPs的固相萃取(MISPE)技术已被广泛应用于药物、生物、食品、环境样品分析，作为监测药物生物大分子、烟碱、除草剂、农药、硝基酚等的前处理 2.1.1MIP作为固定相分离天然产物

天然产物有效成分含量低，难于富集；体系复杂，大分子和小分子、生命和非生命物质共存，存在结构相近的异构体，分离纯化难度大；许多天然产物具有热敏，易水解等特点。将MIP应用于中药成分的分离纯化就是以待分离的化合物为印迹分子(也称模板、底物)，制备对该类分子有选择性识别功能的MIPs，然后以这种MIPs作为吸附材料用于中药成分的分离纯化。其最大的特点是分子识别性强，选择性高，成本低，而且制得的MIPs有高度的交联性，不易变形，有良好的机械性能和较长的使用寿命，这无疑是一种高效的中药有效成分分离技术。

[9]尹艳凤等以大黄素分子为模板,甲基丙烯酸为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,甲苯和十二醇为混合致孔剂,在优化的合成条件下制得的分子印迹整体柱能有效地分离大黄[10]素及其类似物。程绍玲将MIP用于葛根提取物的分离，有效地从葛根提取物中分离出葛根素、大豆苷元和大豆苷，并且所得产品中葛根素纯度为78％，收率为83％，远要高于普通

[11]大孔吸附树脂对葛根提取液的分离结果。雷启福等制备了以没食子儿茶素没食子酸酯为模板分子，采用本体聚合法制备了分子印迹聚合物，研究了其特异的分子识别能力，利用聚合物的高选择性和结合能力，对茶叶提取物茶多酚中有效成分进行固相萃取剂分离富集，实现了产物的色谱分离检测。

[12]长春碱与长春新碱具有很高的理化相似性很难分离，冯建涌等将制备的长春碱（VLB）分子印迹聚合物填充于固相萃取小柱中，用甲醇:冰醋酸（6：4，v/v）为溶剂抽提聚合物，抽提后的聚合物通过氢键等非共价键作用能特异性地吸附模板分子VLB，而对VLB的结构类似

[13]物长春新碱没有选择性。向海艳以白藜芦醇为模板分子合成了对天然活性物质白藜芦醇具有较好选择性的MIPs，对白藜芦醇有较高的吸附性能和选择性：将虎杖提取物经白藜芦醇MIPs固相萃取，得到主要含白藜芦醇及少量结构与其相似的白藜芦醇苷组分，显示出分子印迹分离法在中药有效成分分离纯化中可喜的应用前景！2.1.2MIP作为固定相检测食品中药物的残留

食品安全性问题日益突出，食品中农药、兽药残留等问题已对环境造成污染，给人类带来危害，最近的三聚氰胺事件再一次为食品检测敲响警钟。许多食品样品的基体和组成相当复杂，被分析物处于痕量状态，易受到干扰。MIP具有优越的识别性和选择性。我国非常重视此项技术的研究和发展，“十一五”开局的2006年，国家863计划将分子印迹技术在食品中农药、兽药残留检测领域的应用作为重点技术进行支持，并以现代农业技术领域专题的形式进行立项。

乐果是一种高效广谱性杀虫杀螨剂,具有强烈内吸和触杀作用,对害虫击倒快，对人、畜

[14]毒性较高。2007年北京化工大学的Lv Yongqin“研究了以杀虫剂乐果(dimethoate)为模板分子制备乐果印迹聚合物，并用该印迹聚合物装填的固相萃取柱对茶叶中的农药乐果进行 6 了分离纯化，获得了满意的效果，加标的乐果样品在MISPE柱中的回收率达100%。农药精喹禾灵是一种新型的具有光学活性的芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂，具有高效低毒、使用安全等优点。自1995年在我国实现工业化生产并投入应用以来，得到了迅速发展和广泛应用。虽然其毒性较小，但仍对人畜有一定的毒副作用，尤其对藻类、鱼类毒性较高，而且能在土

[15]壤、环境水、果实中残留。阿布力克木·阿布力孜等采用分子印迹技术合成了对农药精喹禾灵有高选择性的印迹聚合物。该聚合物以精喹禾灵为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈(AIBN)作为自由基引发剂。以Scatchard分析表明，精喹禾灵与MAA形成两类不同的结合位点，离解常数分别为33Kd1=810mol/L和Kd2=1.34×l0 mol/L表明该聚合物对精喹禾灵呈现出高的选择性，可以作为快速检测精喹禾灵残留的方法。

动物性食品中残留的甾醇激素对人们的身体健康具有潜在的危害，成为食品安全领域的[16]研究热点。朱秋劲等，研究了分子印迹技术对奶粉样品中残留的痕量17—β一雌二醇的检测。该聚合物采用沉淀法聚合，以三氟甲基丙烯酸作单体和三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯作交联剂。用MISPE柱和商品C一18柱对4种固醇标准液(孕酮、17一α一雌二醇、17—β一雌二醇、雄(甾)烯二酮)和奶粉中提取的17—β一雌二醇的吸附性能作比较，实验结果表明：用MISPE柱吸附量为3．612 mg/g，而用C一18柱吸附量为2.617mg/g，而且MISPE柱的重现性达85.5%。研究表明：分子印迹聚合物对奶粉类的复杂生物样品中的痕量17—β一雌二醇分离

[17]纯化的效果优于商品C一18柱。王慧等应用分子印迹方法合成了对青霉素有特异性吸附能力的印迹聚合物PenG-MIP，在牛乳中的吸附平衡时间为6h．在牛乳中青霉素印迹聚合物对青霉素表现出高特异性。用一定量颗粒吸附处理含有青霉素的牛乳。实现分子印迹技术用于牛乳中青霉素残留的快速定量检测，检测下限为5μg/L或以下，结果准确度高，操作简便，且PenG—MIP颗粒可以反复使用，极大的降低了检测的成本。

以上两种关于牛奶中化合物的分子印迹检测法，对现在牛奶中三聚氰胺的快速痕量检测方法的发明具有指导意义！2.2分子印迹膜(MIM)分离技术

[18]分子印迹膜(MIM)是一种兼具分子印迹技术与膜分离技术的优点的新兴技术，近年来已成为分子印迹技术领域研究的热点之一。目前的商品膜如超滤、微滤及反渗透膜等都无法实现单个物质的选择性分离，而MIM为将特定目标分子从其结构类似物的混合物中分离出来提供了可行有效的解决途径；MIM作为一种分子印迹技术，可具有分子特异识别能力，同传统粒子型MIPs相比，MIM具有无需研磨等繁琐的制备过程，扩散阻力小，易于应用等独特的优点；同时比一般生物材料更稳定，抗恶劣环境能力更强，在传感器领域和生物活性材料领域具有很大的应用前景；将MIM应用于分离领域，由于其具有连续操作、易于放大、能耗低、能量利用率高等优点，可在医药、食品、化工和农业等行业的分离、分析与制备过程中实现“绿色化学”生产。

[19]Mathew-KrtozJ和Shea KJ报道了选择性运输和分离中性分子的模板聚合物膜的制备技术。以 9-乙基腺嘌呤为模板，将反应混合物的N，N-二甲基甲酰胺溶液涂在硅烷化的玻璃切片上，在 65～ 70℃和氮气保护下聚合制备出MAA和EDMA基体的聚合物膜，用甲醇洗去模板分子，在一个H型双层液池中进行膜运输实验，结果表明腺嘌呤的流通量明显大于胞嘧啶和胸腺嘧啶，腺苷的流通量大于鸟苷，这种运输是腺嘌呤和膜中结合位点可逆结合和交换的结果。而且膜的稳定性和机械强度明显优于生物膜。这是分子印迹技术在生物膜仿生中一个突破性进展，给分子印迹聚合物的研究增添了新的生命力。

异丙酚为临床上广泛应用的烷基酚类短效麻醉剂，及时监测其血药浓度对指导临床用药[20]有重大的意义,李魏嶙用紫外光照射的方法制备异丙酚分子印迹复合膜，为今后监测异丙

[21]酚的血药浓度奠定基础。张春静、钟世安采用多孔醋酸纤维膜为支撑体，制备了奎宁分子 7 印迹复合膜，并对膜的选择结合性及分离性能进行了研究．研究结果表明，奎宁分子印迹复合膜对模板分子奎宁具有较好的选择结合性，奎宁在膜上结合量达到20．6μmol/g，奎宁/辛可宁的分离因子则为5．6；膜透过实验表明辛可宁透过奎宁分子印迹复合膜速率远大于奎宁的透过速率，该透过机理符合膜渗透的“溶解-扩散”模型。3问题与展望

尽管目前分子印迹技术发展的速度比较快，而且也得到比较广泛的应用，但仍然存在许多问题：

(1)分子印迹过程和分子识别过程的机理和表征问题、结合位点的作用机理、聚合物的形态和传质机理不明确。(2)目前使用的功能单体、交联剂和聚合方法都有较大的局限性。尤其是功能单体的种类太少，以至于不能满足某些分子识别的要求，这就使得分子印迹技术远远不能满足实际应用的需要。

(3)目前分子印迹聚合物大多只能在有机相中进行聚合和应用，而天然的分子识别系统大多是在水溶液中进行的，如何能在水溶液或极性溶剂中进行分子印迹和识别仍是一大难题。

(4)目前能用于分子印迹的大多是像药物、氨基酸和农药这样的小分子，而像多肽、酶和蛋白质这样的大分子虽有报道，但并不多见。

分子印迹技术最大的特点是分子识别性强，选择性高，成本低，而且制MIPs有高度的交联性，不易变形，有良好的机械性能和较长的使用寿命，这是别的方法技术所不能比拟的，另外分子印迹技术在痕量检测方面的杰出表现，预示着其必然能在食品、药品的快速检测有很大的作为。相信不久的将来就会有三聚氰胺的分子印迹快速检验被发明，还会有各种各样检验有毒物质的分子印迹快速检验试剂出现在市场上！

综上所述，分子印迹技术作为一种新兴的化学分析技术，已经引起普遍关注，我们相信，随着人们进一步的研究与开发，必将在以上领域取得新的进展。

参考文献

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分子印迹 篇3

摘 要：文章利用热聚合方法制备了对BPA具有特异吸附效果的磁性分子印迹复合材料。实验表明：MIPMs对BPA的吸附在1 h左右达到平衡。吸附过程符合准二级吸附速率方程和Langmuir等温吸附模型。另外，MIPMs对BPA的吸附量明显高于其结构类似物苯（benzene）和对羟基苯甲酸（PHBA），表现出较高的选择性识别能力。

关键词：双酚A；表面分子印迹技；磁性微球；吸附能力；乳液聚合

中图分类号：O658 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0164-03

1 概 述

表面印迹技术是在分子印迹技术的基础上发展的一种新型的分子印迹技术，因其具有预定性、选择性、实用性等优点受到广泛的关注[1-4]。它通过将分子识别位点控制在载体表面或接近表面的地方，从而提升了识别位点与目标分子之间的传质作用，有利于模板分子的洗脱和再结合，有效避免了传统方法的各种弊端，日益成为研究者们的关注热点[5]。

由于磁性纳米材料在外加磁场存在时，会被磁化而表现出顺磁性。所以被广泛应用于诊断、分析化学、细胞生物学、环境技术和医学、生物传感等领域[6]。将磁性材料与分子印迹技术相结合可制备出磁性分子印迹聚合物[7]。

几个羟基苯甲酸，如苯甲酸（BA）、对羟基苯甲酸（4-HBA）、水杨酸（SA）、原儿茶酸（PCA）和没食子酸（GA） [8-10]，被广泛用在医药中间体，化学防腐剂和护理品，其会污染环境。

目前一些化学[11-12]和生物[13]方法被用来去除水溶液中的羟基苯甲酸。常用到的吸附剂有介孔材料[12]，活性炭[14]及聚合物[15]。“

因此，迫切需要发展简单、快速、高灵敏度的方法用来识别和确定环境中的对羟基苯甲酸的含量。分子印迹聚合物由于其具选择性，实用，廉价等优点备受关注。

王车礼等人通过理论计算得出了制备对羟基苯甲酸分子印记聚合物的最佳功能单体并研究了相关性能[16]。

本研究采用自制的ATP/Fe3O4磁性粒子，用丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酸（MAA）为功能单体，聚合得到磁性分子印迹聚合物微球，研究了聚合微球对模板分子的吸附性能，实验证明分子印迹聚合微球对模板分子具有专一识别性能。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

V757CRT型Ver2.00分光光度计（上海科恒实业有限公司）；JSM-6701F型冷场发射型扫描电子显微镜（日本电子光学公司）；FTS-3000型FT-IR红外光谱仪（美国Digilab公司）；对羟基苯甲酸（>99.5%，分子量138.12，上海化学试剂有限公司）；甲基丙烯酸（MAA，AR，天津市凯信化学工业有限公司）；丙烯酰胺（分析纯，AR，98%，天津市化学试剂研究所）；乙二醇二甲基丙烯酸酯（分析纯，AR，98%，阿拉丁试剂）；偶氮二异丁氰（化学纯，CP，上海试四赫威化工有限公司）。

2.2 MMIP（MNIP） 的制备

MMIP的制备过程，250 mL圆底烧瓶中加入1.0 mmol的模板分子对羟基苯甲酸，1.0 mmol单体MAA、1.0 mmol AM和90 mL的致孔剂乙腈，磁力搅拌12h，使单体与模板分子充分自组装。自组装完成后向上述溶液中依次加入0.1 g ATP–Fe3O4， 15 mmol EGDMA和100 mg的引发剂AIBN，超声15min，氮气保护下在60℃油浴中反应3 h，再于90 ℃下反应1 h。

反应结束后，冷却至室温，磁性分离得到聚合物，然后以甲醇-乙酸（9：1，V/V）混合溶液洗脱模板分子，得MMIP（对羟基苯甲酸），于60 ℃真空干燥24 h备用。非分子印迹聚合物的制备与分子印迹聚合物的制备基本相同，但是不加模板分子。

2.3 吸附实验

动态吸附实验，将10 mg MMIPs 和MNIPs分散于10 mL浓度为6 u/L 对羟基苯甲酸的溶液中反应相同的时间间隔，然后将吸附剂通过磁铁分离。吸附量由每次吸附前后差值决定。

探讨吸附能力，移取10 mL浓度不同的对羟基苯甲酸溶液，称取8份10 mg MMIPs 和MNIPs，分散于不同浓度的对羟基苯甲酸的水溶液中。25℃水浴恒温振荡5 h后，在248 nm处测定上清液的吸光度。

2.4 吸附选择性

选择与模板分子结构相似的化合物作为干扰物，考察制备的分子印迹聚合对模板分子的选择性。

2.5 样品测定

河水取兰州段黄河水，过滤备用。自来水取自本实验室。

3 结果讨论

3.1 红外光谱图

红外光谱图，如图1所示。

图1（a）中3 552 cm-1为与ATP孔道边缘的Mg-Al八面体相连的结构水的O-H对称伸缩振动，1034cm-1为Si-O-Si键的不对称伸缩振动，983cm-1为-OH的弯曲振动，790cm-1为Si-O-Al的Al-O键特征峰[36]. 形成复合粒子后，Fe3O4和ATP主要的特征峰均予以保留（图2.6A（a））。

（b）中3 600-3 650 cm-1，为自由羟基O-H的伸缩振动峰，为尖锐的吸收峰。

（c）中2 988， 2 953 cm-1为甲基C-H的对称与不对称伸缩振动峰，1 726 cm-1为羧酸中的C=O伸缩振动，1 254 cm-1为C-O伸缩振动，1 157 cm-1为C-N伸缩振动。

通过对比可以发现BM-MMIPs与BM-MNIPs的红外光谱中非常相似，说明两者的组成基本相同。可初步说明我们的分子印迹聚合物制备成功。

3.2 形貌表征

采用扫描电子显微镜对MMIP与MNIP的形貌进行了表征。ATP（a）、Fe3O4 （b）、MMIP （a）和 MNIP （b）的扫描电镜和EDS （c）图，如图2所示。从图中可以看出实验成功制备了球状磁性印迹聚合物。EDS中未出现铁元素的峰，说明并无漏磁现象，磁性微球被聚合物成功包覆。

3.3 吸附动力学特性和吸附热力学特性

3.3.1 吸附动力学

为了研究分子印迹聚合物对对羟基苯甲酸的最佳吸附时间，对MMIPs和MNIPs进行了动力学吸附实验研究。MIP的吸附容量随时间的变化曲线，如图3所示。

可以看出，其吸附容量在基本达到饱和后只有略小增加，体现了比较快的吸附动力学和稳定的吸附平衡。MMIP的印迹聚合物层较薄，大量印迹空穴分布较浅，十分有利于后续的选择性吸附。将分子印迹聚合物与非分子印迹聚合物的吸附过程分别用一级动力学、准二级动力学模型对吸附数据进行拟合，拟合结果，见表1。

由表1可见，按一级动力学和准二级动力学的线性拟合，二者都呈现出

一定线性关系，表明吸附过程既受液膜扩散控制，又受颗粒内扩散控制。准二级吸附动力学相关性系数（R2=0.99）明显好于准一级吸附动力学方程（R2=0.98），说明用准二级吸附动力学方程描述MIP对4-HBA的吸附动力学行为的适用性较好，MIP对4-HBA的吸附机理主要为化学吸附控制。

3.3.2 吸附热力学

在一定浓度范围内（0.8-1.8 g/mL），静态结合实验测定了MMIP和MNIP对4-HBA的吸附等温线，如图4所示。

由图4可以看出，在实验浓度范围内，MMIP和MNIP对对羟基苯甲酸的吸附量均随着对羟基苯甲酸浓度的增加而增大，且MMIP的吸附量明显大于MNIP的吸附量，二者的吸附量之差随溶液浓度的增加而增大。MMIP对对羟基苯甲酸表现出较明显的特异性吸附，而这种特异性吸附来自于MMIP中的印迹空穴，产生了选择性吸附。而组成与MMIP相同的MNIP则不含印迹位点，其表现出的是非特异性吸附，无选择性。

用Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型分别对实验数据进行拟合：拟合结果，见表2，可以看出吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，属于单分子层吸附。

3.3.3 吸附选择性

选取对二苯酚和苯酚作为干扰物，分析所制备的MMIP对目标分子的选择性。印迹粒子和非印迹粒子对5 mmol/L 对羟基苯甲酸和干扰物的吸附容量，如图5所示。

从图中我们可以看到MMIP对对羟基苯甲酸的吸附量（3.33 mg/g）最大，与对干扰物的吸附量相差较大。说明制得的分子印迹聚合物对对羟基苯甲酸具有选择性吸附。而MNIP对对羟基苯甲酸和干扰物苯酚、对苯二酚、对羟基苯甲酸的吸附量（1.92 mg/g、2.30 mg/g、1.8 mg/g）没有规律，说明其对模板分子没有选择性。

3.3.4 加标回收实验

本文探讨了MIP材料用于环境水样中分离对羟基苯甲酸的实用性，采用加标回收法，对样品水中分别添加50 μg·L-1和100 μg·L-1的对羟基苯甲酸进行实验，准确称取30 mg MIP材料，分散与250mL样品中吸附60 min，吸附完成后采用磁性分离。Fe3O4/ATP/MIP先用10mL乙醇冲洗，再用10 mL 的甲醇洗脱。结合紫外检测技术测定对羟基苯甲酸的含量。

一个样品平行测定5次，计算结果，见表3。

在样品加标回收实验中测得对羟基苯甲酸的回收率为90.3%到101.9%，说明这个测定方法准确度高。说明制备的MIP可用于在不同水样中吸附和检测对羟基苯甲酸，具有较好的实际应用价值。

4 结 语

本文成功制备了对羟基苯甲酸磁性分子印迹聚合物微球。该新型磁性印迹复合材料对模板分子表现出较高的选择性识别能力，具有较好的稳定性。结合紫外光谱技术和磁性固相萃取技术，成功检测出环境水样中4-HBA，方法检测限是1.2 u.L-1 （S/N=3），测得结果回收率在90.3%～101.9%之间，说明制备的MIP可用于不同水样中对羟基苯甲酸的吸附和检测，具有较好的实际应用价值。

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分子印迹 篇4

本实验以苯酚为印迹分子,以2-乙烯基吡啶(2-VP)为功能单体,然后采用正交试验设计法,优

化了功能单体的用量,交联剂的用量和致孔溶剂的种类等制备条件,制备了9个苯酚分子印迹聚合物(MIP1-9),并对制备的印迹聚合物的吸附性能进行了研究。在此基础上制备了苯酚分子印迹膜(MIM),考察了其选择性透过性能。结果表明,实验制备的MIP4及MIM具有一定的选择性分离富集苯酚的性能,这为分子印迹技术用于复杂体系中苯酚的分离分析提供了研究基础。

1实验部分

1.1主要仪器和试剂

UV-2401型紫外可见分光光度计(日本岛津);THZ-C恒温振荡器(江苏太仓实验设备厂);Agilent S1200高效液相色谱仪,Agilent ZORBAX SB-C18柱(4.6×250 mm,5 μm)。

苯酚(分析纯,天津市化学试剂三厂);2-乙烯基吡啶(2-VP,分析纯)为美国Acrosorganics公司产品;偶氮二异丁腈(AIBN,分析纯,上海试剂四厂);二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA,分析纯,江州安利化工厂),使用前减压蒸馏除出去阻聚剂;

尼龙微孔滤膜(Nylon-6)购于上海亚东核级树脂有限公司,孔径0.45 μm;色谱纯甲醇(美国Fisher公司)。实验用其它试剂均为分析纯,水为艾柯纯水器UP级水。

1.2分子印迹聚合物及印迹膜的制备

1.2.1正交设计苯酚分子印迹聚合物(MIP)的制备

采用正交试验设计,对苯酚分子印迹聚合物的聚合条件包括功能单体用量、交联剂EGDMA 用量和致孔溶剂种类3个因素各取3个水平,采用L9(34)正交试验设计表进行实验设计,见表1。

*在所有印迹聚合物的合成中,模板分子苯酚的加入量均为1 mmol,致孔溶剂的用量为10 mL,引发剂为AIBN,其用量为功能单体和交联剂物质的量之和的5%。**MIP4为正交优化得到的最佳聚合物。

分别按照表1所确定的聚合反应中需要加入的各物质的种类和数量制备得到苯酚分子印迹聚合物MIP1-9。准确称取一定量的苯酚并分别溶解在30 mL甲醇中,加入功能单体2-VP后,室温下搅拌3 h,使苯酚与2-VP充分作用,再加入适量交联剂EGDMA 和引发剂AIBN。将该混合液转入100 mL的安瓿瓶中,通N2脱氧5～10 min。然后在无氧条件下密封并放入60℃的恒温振荡器中反应24 h,得到固体聚合物。经粉碎、研磨,过0.125 mm(120目)分样筛。用1∶9(体积比)冰乙酸-甲醇溶液索氏提取所得聚合物至馏出液中检测不到印迹分子苯酚,再用甲醇洗至中性,除去过量的H+,最后在真空干燥器中干燥48 h,得到苯酚分子印迹聚合物MIP1-9。

非印迹聚合物(NMIP1-9)的制备,除不加印迹分子苯酚外,制备及处理方法与其相应的MIP一致。

1.2.2苯酚分子印迹膜(MIM)的制备

取1 mmol苯酚溶于10 mL甲醇中,加入6 mmol功能单体2-VP,室温下搅拌反应3 h,再加入40 mmol的EGDMA和20 mg AIBN,超声脱气10 min后,放入载体膜(Nylon-6),浸泡3 min后将该膜放在两块玻璃板之间,60℃下反应24 h,然后除去聚合膜中的模板分子,再用甲醇洗至中性,得到苯酚印迹复合膜MIM,将膜保存于甲醇中备用。非印迹聚合物(NIM)的制备,除不加印迹分子苯酚外,合成及处理方法与其相应的MIM一致。

1.3印迹聚合物的平衡吸附实验

分别称取各印迹聚合物(MIP1-9)和非印迹聚合物(NMIP1-9)20.0 mg于具塞的磨口锥形瓶中,加入10 mL的苯酚溶液(溶于聚合物的相应致孔溶剂中),在恒温振荡器中于室温下振荡5 h,然后过滤,在紫外-可见分光光度计上测定其吸光度,并计算聚合物的平衡吸附量Q和MIP相对于NMIP的印迹因子α[10,11,12]。

1.4印迹膜的渗透实验

将制备的印迹膜置于用塑料制作的且具有螺纹的接口固定于两个完全相同的70 mL的L型玻璃池中间,组成H型透过装置。膜传输横截面的有效直径为1.13 cm,用硅胶垫圈密封保证两池没有渗漏。一池中加入50 mL的含酚工业废水溶液(云南开远解化厂),另一池中加入50 mL纯甲醇,在搅拌器搅拌下每隔1 h取样,HPLC法测定底物中苯酚透过印迹膜的量。

2结果与讨论

2.1印迹聚合物制备条件的正交试验优化

非共价印迹聚合物的印迹程度取决于聚合体系中印迹分子与功能单体分子间的结合程度及聚合后所形成的网状空穴,这与聚合物合成的条件密切相关[13]。本实验通过正交试验设计合成了9个印迹聚合物(MIP1-9)及其相应的非印迹聚合物(NMIP1-9),并进行了平衡吸附实验,测得了各聚合物的平衡吸附量Q及印迹因子α,结果见表2。

*平衡吸收实验条件为:苯酚浓度6×10-4 mol/L,聚合物20.0 mg,吸附液溶剂为相应聚合物的致孔溶剂,总体积10 mL,温度25 ℃,吸附时间5 h。**MIP4为正交优化得到的最佳聚合物。

考虑到印迹因子和吸附量是衡量印迹聚合物性能的主要指标,因此,分别采用选择因子和吸附量为评价指标,用极差分析法对正交试验结果进行了分析,结果见表3和表4。

致孔溶剂不仅影响功能单体与模板分子间非共价键结合的强度,同时也影响到聚合物的形态、吸附性能、稳定性和膨胀性能。由实验结果可见,致孔溶剂种类是影响印迹聚合物印迹因子和吸附量的最主要因素。对于印迹因子而言,最佳的致孔溶剂是体积比为1∶1的氯仿乙腈混合溶剂;对于吸附量而言,最佳的致孔溶剂是氯仿。但以氯仿乙腈混合溶剂作为致孔溶剂时,聚合物的吸附量很小,仅约为其他溶剂体系的15%,而吸附容量过小将影响研究结果的应用价值和可行性。所以实验最终选择氯仿为致孔溶剂。

功能单体用量不足时,难于与印迹分子形成稳定的复合物,而当其用量过多时,则会在聚合物中形成大量的非特异性结合位点,从而降低聚合物的识别能力和选择性。实验结果表明,对于印迹聚合物的印迹因子与吸附量而言,最佳的功能单体用量都是4 mmol。实验选择了模板分子与功能单体的加入物质的量比为1∶4。

交联剂的用量将影响聚合物的网状结构,从而影响聚合物的吸附性能。交联剂用量对印迹因子的影响程度大于对吸附量的影响程度。考虑到在保证一定吸附量的基础上,以印迹聚合物印迹因子作为主要评价标准,因此选择了模板分子与交联剂的加入物质的量比为1∶30。

综上所述,优化得到的苯酚印迹聚合物MIP4具有相对较好的印迹因子和较大的吸附量,其制备条件为:选用2-VP为功能单体,以氯仿为致孔溶剂,模板分子与功能单体以及交联剂EGDMA的加入物质的量比为1∶4∶30。

2.2 MIP4的吸附特性

参照文献[10,11,12],采用Scatchard方程:Q/C=Qmax/Kd-Q/Kd分析研究了印迹聚合物MIP4与底物的结合特征。按照Scatchard方程,以Q/C对Q作图,得到Scatchard曲线,如图1。可见在整个范围内,聚合物的Scatchard曲线是非线性的,但是将曲线分为两部分后,每部分却有很好的线形关系,这表明在所研究的底物浓度范围内,聚合物主要形成特异性吸附和非特异性吸附两种不同的结合位点,这是大多数印迹聚合物的共同特点[10,11,12]。

平衡吸收实验条件为:聚合物20.0 mg,吸附液溶剂氯仿,总体积10 mL,温度25 ℃,吸附时间5 h。

将图1中的曲线分段按Scatchard方程进行线性拟合,相应的线性拟合方程分别为Q/C=8.71+308.46Q(浓度0.05～0.20 mmol/L,R=0.9873)和Q/C=0.125+0.4178Q(浓度0.20～1.60 mmol/L,R=0.9929)。根据Scatchard方程的斜率和截距分别求得其高亲和及低亲和结合位点的离解常数Kd分别为3.24×10-3 mol/L和2.39 mol/L,最大表观结合位点数Qmax分别为0.028 mg/g和0.30 mg/g。

为了研究印迹聚合物MIP4的吸附平衡时间,在0～6 h范围内研究了吸附平衡时间t对MIP4及NMIP4对苯酚的平衡吸附量Q的影响,得到了其吸附动力学曲线如图2所示。在前3 h内,印迹聚合物的吸附量迅速增加,此后吸附量增加渐缓,3 h后基本达到平衡,这是因为MIP中有大量由苯酚分子印迹所生成的孔穴,有利于苯酚分子从液相迁移到固相,因此吸附实验开始阶段呈现出很快的吸附速度,但随着时间的增加,模板分子的表面空穴被逐渐结合饱和,由于其要向MIP内部传质有一定的位阻,使吸附速度下降,从而吸附量增加渐缓至达到平衡。而NMIP4中没有与模板分子结构相对应的孔穴,因此其吸附作用主要存在非印迹聚合物表面的非特异性吸附,所以很快就达到吸附平衡。

平衡吸收实验条件为:苯酚浓度6×10-4 mol/L,聚合物20.0 mg,吸附液溶剂氯仿,总体积10 mL,温度25 ℃。

2.3MIM的渗透实验

MIM和NIM对含有苯酚的工业废水的渗透动力学实验表明:浑浊的含苯酚废水原液经MIM渗透后,透过液颜色明显变浅,说明大量非苯酚物质未能迅速透过膜,从HPLC图(图3)可见,透过液中苯酚的所占的比例明显上升,显示了一定分离富集苯酚的能力。其渗透动力学曲线与其印迹聚合物的吸附动力学曲线类似,MIM及NIM对苯酚的渗透通量都随着渗透时间的增加逐渐上升,但MIM的渗透通量大于NIM。这是因为非印迹膜中没有模板分子与功能单体形成的预结合体系参与合成,不存在利于苯酚分子通过的印迹通道。而印迹膜在模板分子与功能单体的预聚合作用的影响下,在载体膜表面及内部形成了规则而且与模板分子大小空间相匹配的印迹通道,这样就有助于模板分子渗透通过印迹膜,从而能有效地选择性透过模板分子,达到分离富集目标物的目的。实验结果表明,苯酚印迹复合膜具有从复杂体系中分离富集苯酚的潜能,具有一定的实际意义。

3结论

分子印迹 篇5

邻苯二甲酸二丁酯分子印迹溶胶-凝胶材料合成表征

摘要：以邻苯二甲酸二丁酯为模板分子,以四乙氧基硅烷为交联剂,以苯基三甲氧基硅烷为功能单体,用溶胶-凝胶法合成了一种分子印迹聚合物,并对其在强极性体系甲醇和水中对模板分子的吸附进行表征,以论证此分子印迹聚合物对水中邻苯二甲酸酯类环境激素吸附处理的可行性.作 者：杜金奎    刘敏    李桂玲    DU Jin-kui    LIU Min    LI Gui-ling  作者单位：华中科技大学化学系,武汉,430074 期 刊：环境科学与技术  ISTICPKU  Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 30(z1) 分类号：X131 关键词：分子印迹    溶胶-凝胶材料    邻苯二甲酸酯类环境激素   

分子印迹技术在中药研究中的应用 篇6

1 分子印迹聚合物 (molecule imprinting polymer, MIP) 的制备

1.1 本体聚合法

把印迹分子、功能单体、交联剂和引发剂按一定比例溶于惰性溶剂, 密封在真空环境中, 经聚合制得棒状印迹聚合物。此法制备工艺简单, 但处理过程费时费力, MIP利用率低, 所得粒子的不规则性降低了其分离能力。

1.2 原位聚合

在色谱柱内直接聚合制得连续型棒状MIP。此法较简单, 且制得的MIP具有连续性、均一性的特点, 从而得到较好的分离效果。

1.3 悬浮聚合

采用全氟化碳液体作为悬浮介质, 代替了传统的有机溶剂——水悬浮介质, 从而根除了非共价印迹中存在的不稳定的预组织合成物。

1.4 溶胀聚合

溶胀聚合又称为多步溶胀悬浮聚合或种子溶胀悬浮聚合。采用乳液聚合法合成粒径较小的微球作为种子, 再用一定的乳液进行多次溶胀种子, 通过还原剂的加入经光引发或热引发聚合物制得符合要求的MIPs微球。

1.5 表面聚合

表面聚合是把印迹分子和功能单体在溶剂中形成的复合物, 与表面活化过的硅胶/聚三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粒子/玻璃等介质反应接枝聚合, 从而制得MIPs的一种方法。这一方法解决了本体聚合中印迹分子包埋过深或过紧而难洗脱的问题。

2 在中药提取分离中的应用

中药是我国具有国际比较优势的产业之一, 但其所含成分非常复杂, 为了提高中药的疗效, 减低毒副作用, 提高中药制剂的内在质量, 选用合理的提取分离技术是非常重要的。分子印迹技术与色谱分离技术相比, 具有分子识别性强、固定相制备简便快速、操作简单、性质稳定 (耐酸碱、耐高温、高压等) 、溶剂消耗量小、模板和MIPs可以回收再利用等优点, 在中药有效成分的提取分离中有很好的应用前景。

2.1 在固相萃取中的应用

分子印迹聚合物用于固相萃取的主要作用是分离、提纯和浓缩样品, 能够克服生物或环境样品体系复杂、预处理手续繁杂等不利因素, 对于痕量分析有重要作用和意义, 是一种样品预处理技术。陈移姣等[1]以咖啡因为模板, 采用水溶液悬浮聚合法制备了用于色谱分离 (作HPLC的固定相) 的微米级分子印迹填充膜, 通过改变HPLC的流动相缓冲溶液的pH值, 研究了咖啡因在MIPs柱上的容量因子 (k) 、分离因子 (α) 和印迹因子 (β) , 说明该MIM在水溶液中对茶叶中的咖啡因进行了分离富集。颜流水等[2]制备的槲皮素MIP, 将其作为吸附剂填充成固相萃取柱, 结合毛细管电泳仪, 对比槲皮素及其结构相似物芦丁的混合物电泳图, 结果表明, 芦丁分子由于羟基与葡萄糖和鼠李糖相连, 空间体积比槲皮素大, 较难进入由模板分子槲皮素形成的分子印迹孔穴, 而槲皮素是通过特异性识别作用吸附在印迹孔穴内。向海艳等[3]以反式白藜芦醇为模板分子, 采用溶液聚合方法, 合成白藜芦醇的MIP, 研究表明该印迹聚合物中形成了2类不同的结合位点。虎杖提取物经固相萃取, 得到主要含白藜芦醇及少量结构与其相似的白藜芦醇甙组分。张春静等[4]用奎宁作为模板分子, 以醋酸纤维膜为支撑体, 制备对奎宁及其类似物有特异择性的分子印迹复合膜, 膜结合性研究表明该膜对模板分子奎宁具有独特的结合能力, 结合量可达到20.6μmol/g, 分离因子为5.6。膜透过实验表明非模板分子辛可宁透过印迹膜速率较大, 这将有利于奎宁和辛可宁的分离。

2.2 在对手性化合物分离方面的应用

由于分子印迹聚合物具有分子水平上的专一性识别, 同时具有MIPs良好的操作稳定性及识别性质, 不受酸、碱、热、有机溶剂等各种环境因素影响的特点, 决定了分子印迹聚合物在手性分离方面的广泛应用。黄晓冬等[5]采用原位聚合法直接在毛细柱中管合成辛可宁印迹聚合物, 用压力辅助毛细管电色谱模式拆分非对映异构体辛可宁和辛可尼丁, 结果柱效远高于其在高效液相色谱分离中的柱效。Beach等[6]以 (-) -伪麻黄碱和 (-) -降麻黄碱为模板, 制得MIPs作为薄层色谱的手性固定相, 不仅实现了对相应模板分子的识别, 而且还能分离出结构类似的手性化合物麻黄碱和副肾碱。董襄朝等[7]以 (-) -ephedrine为模板分子, 采用本体法合成了 (-) -ephedrine分子印迹聚合物, 将其用于分子印迹固相萃取, 成功地测定了中药麻黄中的 (-) -ephedrine, 结合HPLC进行分析, 表明该聚合物对 (-) -ephedrine有良好的选择性和亲和力, 有较高的回收率和精密度。邹汉法等[8]以中药延胡索中的L-四氢巴马丁为模板分子, 用原位分子印迹技术, 合成了L-四氢巴马丁分子印迹聚合物整体柱, 通过与HPLC联用, 表明模板分子具有特异的识别能力, 在优化色谱条件下, 使D-和L-四氢巴马丁手性对映体得到较好的分离。

2.3 在有机酸类、黄酮类和生物碱类的应用

由于MIP具有从复杂样品中选择性地吸附模板分子或与其结构相近的某一族化合物的能力, 因此它非常适合用作活性成分的分离与提取。朱秀芳等[9]以氧化阿魏酸为假模板分子, 通过自组装技术在乙腈中制备了对阿魏酸具有良好识别能力的MIPs, 可对川芎水提液中阿魏酸进行提取分离。程绍玲等[10]以葛根素为模板分子, 丙烯酰胺为单体, 二甲基丙烯酸乙二醇酯 (EDMA) 为交联剂, 制备葛根素MIP用于分离葛根提取液中的葛根素, 并用静态吸附实验研究了葛根素MIP的吸附行为, 结果表明该MIP对模板分子葛根素印迹效果较强, 得葛根素回收率为83%, 远大于用大孔吸附树脂的提取效果。Kobayashi等[11,12,13]首次采用湿相转化技术制备了茶碱的MIP薄膜, 这个薄膜是丙烯腈-丙烯酸的共聚物。通过吸附实验发现, 该技术制备的分子印迹膜为不对称结构, 包含一致密表层与一多孔支撑亚层, 对茶碱的吸附量远大于咖啡因, 这表明在相转化的过程中, MIP记录下了茶碱分子的形状。通过对薄膜的表征, 发现了茶碱和共聚物间相互作用的证据。Lai JP等[14]以苦参碱为模板制作了分子印迹膜, 从槐属植物苦参中提取分离苦参碱, 结果分子印迹膜对苦参碱的回收率可达到71.4%, 并提示其可用于大规模分离提取中药有效成分。

2.4 在其他领域的应用

分子印迹聚合物用作传感器的敏感材料是分子印迹技术的一个重要方面。分子印迹聚合物敏感材料与近年来研究较热的生物敏感材料相比, 具有耐高温、高压、酸、碱和有机溶剂, 不易被生物降解破坏, 可多次重复使用, 易于保存等优点, 且较生物材料易得, 可用标准化学方法合成出来。因此, 其膜适合作为灵敏度较高的传感器, 目前已被用作传感器的敏感部件, 用于识别氨基酸、除草剂、有机溶剂、神经毒剂、金属离子等多种物质[15]。

分子印迹技术在中药新药开发中的研究主要是寻找已知药物的代替品。高活性的抑制剂因其自身的高毒副作用, 或在体内不能被很好地吸收而无法最终成药。以一种高效高毒性的分子作为模板分子制备MIP, 直接从天然组合化学库中筛选出其它有效且低毒的化合物作为代替品;或者利用那些高效无毒但是由于制备困难而非常昂贵的药物分子作为模板, 寻找其它成本低廉且容易得到的代替品[16]。目前该研究还处于探索阶段, 利用MIP对模板分子及其结构类似物的高选择性, 使其成为一种新的分离材料应用于中药新药开发的研究。

3 结语

综上所述, MIT已经广泛地用于中药研究的各个方面, 并以其广阔的应用前景受到众多研究者的重视。但作为一种新型的分离技术, 其本身在理论和应用等方面还存在五大有待解决的问题: (1) 大量的分子印迹聚合物局限在非极性环境中, 应寻求一些实用于水溶液的功能单体; (2) 目标分子与MIP结合位结合较慢, 易引起峰展宽、拖尾而降低分离效率; (3) 印迹聚合物具有非均一结合位和可接近性, 这导致了分离在非线性等温吸附线下进行; (4) 印迹聚合物的“印迹”容量低, 因为一些结合位常被埋葬在聚合物的三维结构中而不能被利用; (5) 目前大多数功能单体只适用于小分子物质, 对于生物大分子的印迹技术尚需要进一步改进。

随着化学、生物学、材料学和分析技术的不断进步, 以上困难可通过提高印迹分子回收率, 使用新的交联剂, 提高烙印技术等手段加以克服[17]。总之, MIP作为一种高选择性主体及其所独有的特异性分离特点, 预示着该技术在中药活性组分的分离中将具有良好的应用前景。

摘要：分子印迹技术 (MIT) 是一种使所得聚合物的作用点, 对目标分子具有预定识别、选择性的聚合物制备技术。就分子印迹技术的原理、制备及其在中药活性成分的分离、有效成分的固相萃取、对手性异构体及结构类似物的分离等方面进行综述, 并展望了分子印迹技术在中药学领域的发展趋势。

分子印迹微球的合成吸附性能研究 篇7

1 实验部分

1.1 原料

阿司匹林 (Asp) 、丙烯酰胺 (AM) 均为化学纯, 环氧氯丙烷、偶氮二异丁腈 (AIBN) 、聚乙二醇6000、N-N亚甲基双丙烯酰胺 (MBAM) 均为化学纯, 天津大茂化学试剂有限公司;β-环糊精 (β-CD) (化学纯) , 上海伯奥生物科技有限公司;实验所用到的溶剂均为分析纯, 未经纯化直接使用。

1.2 印迹聚合物微球的制备

1.2.1 P (AAsp) 和P (NAAsp) 的制备[5,6]

称取0.1830g (1mmol) Asp溶于50mL去离子水中, 加入0.2843g的AM (4mmol) , 反应液于振荡器上振荡6h后再加入3g的MBAM (20mmol) 继续振荡12h后转入250mL的反应瓶中, 加入含有2滴span80的环己烷50mL, 搅拌超声30min, 最后加入60mg的AIBN充分混合后, 通N2脱O220min, 密封, 放入恒温水浴箱中, 60℃反应12h, 生成聚合物微球。用V甲醇∶V乙酸=9∶1作溶剂, 索氏提取及超声波助提取, 洗脱模板分子Asp、未能聚合的功能单体AM及交联剂MBAM, 直至在洗脱液中检测不到Asp分子为止。30℃真空干燥24h, 制得以AM为功能单体的Asp印迹聚合物微球—P (AAsp) 。P (NAAsp) 微球的制备中, 除不加Asp外, 其余步骤按照制备P (AAsp) 微球一样操作, 制备非印迹聚合物。

1.2.2 P (βAsp) 和P (NβAsp) 的制备[7,8,9,10]

三口反应瓶中, 加入20mL的20%NaoH溶液、8gβ-CD和0.32g Asp搅拌使其完全溶解。在室温于氮气保护的条件下, 向反应液中缓慢滴加8g环氧氯丙烷, 滴加完毕后于室温继续反应1.5h, 再加入含有1.0g乳化剂[mspan80∶mtween20=3∶1]的煤油40mL, 快速搅拌5min后升温至60℃反应6h。反应完成后, 反应液依次用蒸馏水、无水乙醇洗涤3次后真空干燥, 即得P (βAsp) 微球。用V甲醇∶V乙酸=9∶1作溶剂, 索氏提取及超声波助提取纯化。P (NβAsp) 微球的制备除不加Asp外, 其余步骤相同。

1.3 表征及性能测试

1.3.1 标准曲线绘制

烧杯中称入0.1830g的Asp后加入少量氯仿进行溶解, 溶解后的溶液在容量瓶中定容至1000mL, 计算后得到浓度数值为1mmol/L。将1mmol/L的Asp的氯仿溶液稀释至浓度分别为0.05、0.10、0.20、0.25、0.40和0.50mmol/L。选用280nm的波长进行扫描测定吸光度A, 数据见表1。依据表1绘制的C-A曲线采用线性拟合方法得到C-A的线性方程。印迹微球吸附性能均采用该线性方程计算吸附液中残留的Asp浓度。

[注:根据表1数据作C-A图, 线性拟合后得到的回归方程为:A=1.58173C+0.00652, 相关系数为r=0.9994]

1.3.2 吸附性能测定

磨口瓶中称入20mg的印迹微球、5mL不同浓度的AspCHCl3液 (0.5~6.5mL) , 再用氯仿定容至10mL并恒温振荡12h后过滤。收集滤液并定容至10mL, 用紫外光分光光度计测定溶液的吸光度值 (波长280nm, 3次测定结果平均值) , 通过C-A标准曲线计算得到浓度C, 再按下式计算平衡吸附液中游离Asp的浓度。

式 (1) 中, △c—吸附前后溶液浓度变化, mmol/L;V—吸附液的体积, L;m—聚合物总质量, g;

将测定得到的溶液中Asp浓度△c结果代入式1, 计算得到聚合物对Asp的结合量Q (μmol/g) 。

[1-洗脱前;2-洗脱后]

根据Q值绘制Asp与印迹微球的结合等温线与Scatchard图, 并评价印迹聚合物的性质。

根据静态平衡吸附量计算静态分配系数和分离因子并以此评价分子识别性能的好坏。

红外表征:将干燥的洗脱后印迹微球和洗脱前印迹微球以及非印迹微球等采用KBr压片法制样。

2 结果与讨论

2.1 P (AAsp) 的红外谱图分析

图1所示为P (AAsp) 洗脱前后红外吸收光谱。P (AAsp) 在洗脱前 (曲线1) , 854cm-1为隶属于Asp分子中苯环上CH的面外变形振动、1320~1450cm-1之间苯环的4个较弱的吸收峰为Asp上苯环的骨架震动, 3068cm-1为Asp苯环上CH的伸缩振动;1647cm-1处为聚丙烯酰胺的C=O吸收峰, 这主要是由于Asp与AM功能单体形成了分子间氢键, 进一步导致C=O吸收峰向低波长方向移动;1533cm-1为受分子间氢键左右影响红移的C=C双键的特征吸收峰;而3417cm-1宽而强的吸收峰是Asp的-OH与聚丙烯酰胺分子中-NH2共同作用而形成的。

洗脱模板分子Asp后 (曲线2) , 在其红外谱图中明显可见隶属于模板分子的苯环的所有特征峰 (854、1320~1450、3068cm-1) 均消失;此外, 在3313cm-1和3421cm-1处出现了聚丙烯胺分子中-NH2的2个分裂峰。同时, 在洗脱模板分子后, 由于模板分子与功能单体之间氢键的消失, 相应的C=O键也由曲线1的1647cm-1移动到1653cm-1。

总之, 由图1分析可见, Asp与AM功能单体之间形成了氢键, 经索氏抽提器后能得到纯净的印迹微球。

[1-洗脱前;2-洗脱后;3-P (NβAsp) ]

2.2 P (βAsp) 的红外谱图分析

图2为以β-CD为功能单体的P (βAsp) 分子印迹微球在洗脱Asp前后的红外谱图。由图中曲线1可见, 1034cm-1处高强度宽峰为β-CD与环氧氯丙烷交联后形成的C-O-C的不对称伸缩振动吸收峰;3446cm-1为β-CD与环氧氯丙烷交联后剩余的部分羟基的特征吸收峰, 这表明交联度并非100%。并且, 由于β-CD与Asp及自身氢键的形成导致其向低波数发生了红移。

图2中曲线2为以β-CD为功能单体制备的Asp-MIP进行洗脱后得到的微球的红外谱图。由该曲线可见, 隶属于β-CD与环氧氯丙烷交联后形成的聚合物上的羟基特征吸收峰由曲线1的3446cm-1移动到3419cm-1, 这主要是由于曲线1代表的样品是未洗脱Asp的P (βAsp) , 且Asp上的羟基与β-CD上的羟基部分的形成了氢键, 这将导致β-CD分子间氢键的形成减少;而洗脱Asp后 (曲线2) , β-CD更多的是自身分子间氢键的形成, 且相应键能高于与Asp形成的氢键, 因此-OH的特征吸收峰向更低的方向移动。

曲线3是β-CD未与Asp作用得到P (NβAsp) , 与曲线2的谱图几乎是一致的, 这表明P (βAsp) 经索氏抽提器洗脱后, 模板分子基本被洗脱完全。

2.3 平衡结合性能评价

分子印迹技术中功能单体的选择非常重要, 不同的功能单体吸附效果存在一定差异。本研究比较了AM和β-CD作为功能单体对分子印迹聚合物吸附性能的影响, 评价了MIP系列聚合物的平衡结合性能。

系列分子印迹聚合物对底物的吸附结果见表2, 无论以AM还是β-CD为功能单体, 以Asp为模板的MIP对Asp的吸附量明显大于不含模板的NMIP对Asp的吸附量, 表现出较好的选择性。

由图3可知, 聚合物对Asp的吸附量随浓度而增加, 表明两者对阿司匹林有特异性吸附, 但P (βAsp) 对阿司匹林的的吸附量略高于P (AAsp) 。

分子印迹研究工作中常用Scatchard模型来评价MIP对底物的结合特性, 本文将P (AAsp) 和P (βAsp) 结合等温线图3进行了Scatchard分析, 考察了MIP对Asp的结合情况。Scatchard方程如下所示:

式 (2) 中, cAsp—吸附液中Asp的平衡浓度;Qmax—结合位点的最大表观结合量;Kd—结合位点的平衡离解常数。做图4。由图4可知, P (AAsp) 的图的两拟合部分曲线则分别呈现较好的线性关系, 表明在所研究的浓度范围内, P (AAsp) 对Asp存在两类不等价的结合位点。对图4中的两段线性相对较好的部分再进行拟合, 得到2个拟合线性方程 (方程1, 2) :

由线性方程的斜率和截距分别可以计算出P (AAsp) 的高亲和力的结合位点的Kd=0.155033×10-3mol/L, Qmax=235μmol/g, 低亲和力的结合位点的Kd=1.63×10-3mol/L, Qmax=620μmol/g。

由图4知, P (βAsp) 的曲线也呈现明显的非线性关系, 与图4同样方法得到的2个拟合线性方程3、4:

由线性方程的斜率和截距分别可以计算出P (βAsp) 的高亲和力的结合位点的Kd=0.14307×10-3mol/L, Qmax=284.7μmol/g, 低亲和力的结合位点的Kd=1.30×10-3mol/L, Qmax=702.7μmol/通过分析图3可知, P (βAsp) 相对P (AAsp) 对Asp具有更好的吸附性能, 即Scatchard模型分析 (图4、5) 也表明, 对于Asp而言, β-CD是一种更好的功能单体。

3 结论

(1) AM和β-CD都可以作为MIP分子印迹材料的功能单体, AM与Asp之间相互作用以氢键为主;而β-CD与Asp有可能存在氢键和包结两种作用形式。

(2) P (AAsp) 和P (βAsp) 两种聚合物微球均对Asp保留了印迹效应, 2种MIP均存在2种不同亲和力的结合位点, 但P (βAsp) 对Asp的结合性能与P (AAsp) 相比更强。

参考文献

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[6]张立永, 成国祥.分子印迹聚合物微球的制备及应用研究进展[J].功能高分子学报, 2002, 15 (2) :214-218.

[7]肖红波, 吴浩.分子印迹球状环糊精聚合物的合成及粒度分布研究[J], 湖南城市学院学报 (自然科学版) , 2007, 16 (3) :60-61.

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[9]姚伟, 高志贤.沉淀聚合法制备咖啡因分子印迹聚合物微球[J].化工进展, 2007, 26 (6) :869-877.

分子印迹 篇8

关键词：丙烯酸,分子印迹聚合物,吸附,丹参素

分子印迹技术 ( Molecular Imprinting Technology,MIT) 是为了获得在空间结构和结合位点上与模板分子完全匹配并具有特异性结合能力的聚合物的制备技术[1,2]。1972年德国的Wulff[3]首次提出 了分子印 迹聚合物 ( Molecularly Imprinted Polymers,MIPs) 概念。分子印迹技术的基本原理为当模板分子与聚合物单体接触时会形成作用位点,聚合过程中这种作用会被记忆下来,当模板分子除去后,就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴。分子印迹聚合物具有选择结合吸附特性,制备简单,化学稳定性高等特点。在色谱分离提纯[4]、固相萃取[5]、控释药物[6]、生物分离[7,8]、电化学传感器[9]、模拟酶催化[10]等方面被广泛应用。表面分子印迹是在固相基质表面上发生聚合反应,使分子印迹识别位点分布在分子印迹聚合物的表面或者分布在固相基质的外层的印迹技术[11,12,13]。丹参素 ( salvianic acid A,SAA) 为酚性芳香酸类化合物,是从丹参中提取出来的物质,具有抑制血小板聚集、抗凝血、心肌缺血等作用[14]。复方丹参制剂是治疗冠心病、心绞痛的常用中成药[15]。目前提取分离是经粉碎、浸泡、煎煮、浓缩、醇沉、盐析、重结晶等工艺来获得丹参素[16,17],此工艺操作复杂、纯度低、能耗大,环境污染较大。本文采用表面分子印迹技术,以丹参素作为模板分子,丙烯酸作为功能单体, 在交联剂、引发剂等作用下,制备丹参素表面分子印迹聚合物 ( SAA - SMIP) 。用红外光谱、紫外光谱等对其结构进行表征。 通过静态、动态吸附实验探究浓度、温度、时间等丹参素印迹聚合物的吸附工艺参数,为丹参素的分离提纯提供一种新途径。

1实验部分

1.1仪器与试剂

UV - 2450型试验仪器有紫外分光光度计,日本岛津仪器 ( 苏州) 有限公司; VECTOR22型红外光谱测定仪,德国布鲁克公司; KQ - 500V型超声波清洗器,中国昆山市超声波仪器有限公司; SHZ - 82A型水浴恒温振荡器,金坛市开发区吉特实验仪器厂。

使用试剂为丹参素 ( SAA,98% ) ,西安鸿生生物技术有限公司; 丙烯酸( AA,分析纯) ,中国医药( 集团) 上海化学试剂公司; 乙二醇二甲基丙烯酸酯 ( EGDMA,化学纯) ,济南斯贝特化工有限公司; 偶氮二异丁腈、磺基水杨酸( SAD) 、水杨酸( SA) 等,均为市售分析纯试剂。

1.2SAA-SMIP的制备

将聚酰胺微粒用乙醇、盐酸浸泡24 h,蒸馏水冲洗,抽滤晾干,得种子,称取3 g种子于250 m L的夹套烧瓶中,分别向其中加入0. 2 g的有机分散剂磷酸三钙和0. 2 g的无机分散剂聚乙烯醇、0. 1 g的十二烷基苯磺酸钠和40 m L水,开始搅拌并升温。当温度升至75 ℃ 时,再向体系中加入1. 0 g功能单体丙烯酸和0. 5 g辅助功能单体苯乙烯及10 m L交联剂和0. 198 g丹参素。在0. 2 g偶氮二异丁腈引发剂的作用下充分搅拌反应12 h。将体系升温至85 ℃ 对产物进行熟化3 h,过滤,乙醇、 蒸馏水冲洗,60 ℃ 真空干燥12 h。然后,将颗粒产物用乙醇-乙酸体积比为6∶1对其进行洗脱24 h,将模板分子洗脱出来, 得到具有模板分子相同空穴的聚合物,在60 ℃ 的真空箱中烘干后则得到SAA - SMIP。非印迹聚合物( SNIP) 制备方法,除不加丹参素,其余相同。

1.3SAA-SMIP的平衡吸附试验

1.3.1SAA-SMIP和SNIP的等温吸附实验

秤取0. 3 g的SAA - SMIP和SMIP各10份,分别装入50 m L锥形瓶中,加入4 mg/m L的丹参素溶液1. 0,1. 5,2. 0,2. 5, 3. 0,3. 5,4. 0,4. 5,5. 0 m L,加入50% 甲醇水补足至10 m L, 常温振荡12 h,离心5 min,取0. 2 m L的上层清液,甲醇稀释至10 m L,甲醇作空白,测量其吸光度,采用前文[18]丹参素标准曲线方程计算吸附平衡浓度。用公式( 1) 计算其吸附量。

式中: Q———吸附量,mg/g

C0———初始液浓度,mg/m L

CV———吸附平衡液浓度,mg/m L

V———吸附液体积,m L

m———SAA - SMIP的质量,mg

1.3.2SAA-SMIP的动力学吸附

取0. 3 g的SAA - SMIP10份,于50 m L锥形瓶中,加入4 mg / m L丹参素甲醇溶液4 m L,用50% 甲醇水补足到10 m L, 在室温下分 别振荡20、30、40、50、60、120、180、240、 300、360 min时,吸附液离心,取上层清液0. 2 m L于比色管中,甲醇稀释到10 m L,分别测定其吸光度,再计算其吸附量。

1.3.3不同温度下SAA-SMIP的吸附实验

取0. 3 g的SAA - SMIP 6份于50 m L锥形瓶中,分别加入4 mg / m L丹参素溶液4 m L,甲醇水补足至10 m L,分别在温度为15、20、25、30、35 ℃ 的恒温水浴中振荡40 min,静置离心去0. 2 m L的上层清液于比色管中,甲醇稀释至10 m L,测定其吸光度计算其吸附量。

1.3.4印迹聚合物的选择性吸附实验

称取0. 2 g的SAA - SMIP4份于50 m L的锥形瓶中,分别向其中加入4 mg/m L丹参素、水杨酸各4 m L,丹参素、磺基水杨酸各4 m L,水杨酸4 m L、磺基水杨酸4 m L,分别加入甲醇水50% 补足至10 m L,在20 ℃ 下振荡40 min,吸附液经离心、 静置,取0. 2 m L的上层清液于比色管中,加甲醇稀释至10 m L,测定其吸光度计算吸附量。

2结果与讨论

2.1红外光谱分析

图1是合成聚合物的红外光谱,( a) 是SNIP的红外光谱图, ( b) 是SAA - SMIP是印迹聚合物洗脱前的红外光谱图。根据谱图中吸收峰的位置和强度来分析官能团和化学键。图1( a) 在3462. 43、1724. 97、1636. 46、1148. 29 cm- 1处有较强的吸收峰, 它们分别归属于酯基中 - OH的振动吸收、C = O的振动吸收、 苯环结构的振动吸收以及C - O - C伸缩振动吸收; 图1( b) 在3414. 80、1617. 59、1399. 55、1160. 66 cm- 1处有较强的吸收峰, 同样可分别归属于酯基中 - OH的振动吸收、苯环结构的振动吸收以及C - O - C伸缩振动吸收。SAA - SMIP与SNIP红外光谱相比C = O的伸缩振动吸收明显减弱,苯环结构可能受电荷重新分配向低场偏移发生红移,C - O - C结构情形相反发生蓝移。 这是制备过程中加入模板分子SAA产生的影响。

2.2等温吸附研究

SAA - SMIP和SNIP的等温吸附曲线如图2,由图2可知, 在丹参素初始浓度较低时,印迹聚合物对丹参素的吸附量较小,而随着浓度的增大而增大,当浓度增大到1. 60 g /m L后, 吸附量达到最大为9. 7 mg /g,之后有少量的下降后达到吸附平衡并保持相对稳定; 而空白非印迹聚合物的吸附量也随着浓度增大呈增大趋势,但其对丹参素的吸附量明显小于印迹聚合物,最大只有4. 1 mg /g。这是在SAA - SMIP的制备过程中,功能单体与模板分子之间通过氢键等非共价键作用,其结构中有氢键等结合位点及丹参素分子存在,当模板分子被洗脱后,形成了与模板分子相匹配的空穴和识别位点,它对丹参素有“记忆” 功能,因此印迹聚合物对模板分子丹参素具有选择性吸附性能,所以其吸附量较高。而空白非印迹聚合物虽然制备方法相同,但制备过程中没有模板分子的参与,没有特定的空穴存在,其随机分布的结合位点不能与模板分子完全匹配,故只能吸附结合少量底物丹参素,因而其吸附量低于印记聚合物。

2.3吸附动力学研究

SAA - SMIP吸附量随时间的变化曲线如图3,由图3可知, 在浓度、温度外界条件相同的情况下,分子印迹聚合物对丹参素的吸附在40 min时最高为9. 7 mg/g,随后有下降和升高。这是由于SAA - SMIP对丹参素的吸附由内层印迹空穴吸附和外层静电吸附所至,内层印迹空穴吸附作用力强、吸附量较大, 且吸附稳定; 外层静电吸附作用力弱、吸附量较小。当内层吸附达到饱和后不再增加,使其吸附量保持在一个较高的数值上,外层吸附结合力较弱,达到一定量由于振动或分子运动, 被吸附的丹参素分子从表面掉落下来,掉落一定量后又重新被吸附,呈现出图3上下波动的现象。所以吸附剂的吸附过程不是时间越长越好。

2.4吸附温度的选择

图4是SAA - SMIP吸附量随温度的变化曲线。由图4可知,分子印记聚合物对模板分子的吸附随温度的升高先升高后下降,在10 ~ 20 ℃ 之间呈上升趋势,20 ~ 35 ℃ 之间呈下降趋势,20 ℃ 时最高为9. 8 mg/g。这是当温度较低时分子运动速率较慢,吸附质不容易和吸附剂接触而被吸附,温度较高分子运动速率快,物质不容易被吸附剂吸附稳定,故20 ℃ 吸附量最高。

2.5选择性吸附性能研究

SMIP - SAA和SNIP对丹参素、SAD和SA水杨酸的吸附比较见图5,其吸附量分别列入表1中,用印迹因子 α 及 β 来考察丹参素分子印迹聚合物的选择性吸附能力[19]。分别由公式 ( 2) 、( 3) 定义 α、β 并计算如下表1所示。

式中QSAA - SMIP为SAA - SMIP对SAA吸附量,QSAA - SNIP为SNIP对SAA吸附量, QSDA是SAA - SMIP对SAD吸附量, QSA - SMIP是SAA - SMIP对SA的吸附量。

从表1可知,印迹因子 α = QSAA - SMIP/ QSNIP= 2. 37,即SAA - SMIP和SNIP对SAA吸附量之比较大,达到2. 37,印迹因子 β1= QSMIP - SAA/ QSAD= 2. 55, β2= QSAA - SMIP/ QSA= 3. 73, 表明SAA - SMIP对模板分子SAA的吸附量高于其对SAA结构类似物SAD、SA的吸附吸附。这是实验制备的SMIP - SAA由于有与SAA相匹配的空穴和识别位点的作用,对SAA有选择性吸附; 而对有相似结构的SAD和SA,空间结构不相匹配,产生的相互作用小,故其吸附量较小。

3结论

分子印迹 篇9

关键词：光子晶体,光子带隙,分子印迹技术,水凝胶,化学传感器

自1987年 Yablonovitch[1]和John[2]各自独立提出“光子晶体(Photonic crystals)”的概念以来,光子晶体由于其对光波的调制作用而在物理、化学等各领域受到了极大的关注。

光子晶体是由两种以上具有不同介电常数的材料在空间按照一定的周期顺序排列所形成的具有有序结构的材料,其所具有的光子带隙结构可以对光的传播方向进行有效调控[1,2]。如果将响应性材料组装到光子晶体结构中,则所形成的光子晶体的带隙结构对外界环境的变化具有响应性,因而被称为响应性光子晶体[3,4,5,6,7]。自1997年Asher等开发了新型的光子晶体化学智能传感材料以来[8],响应不同外界环境(化学[3]、物理[9]、生物[10,11,12]等)的光子晶体材料的研究工作逐渐地展开。响应性光子晶体主要利用了光子晶体能够产生布拉格(Bragg)衍射的性质,光子晶体的衍射波长遵从布拉格方程(mλ=2ndsinθ),衍射条件表明:光的入射角θ和材料折射系数n一定时,衍射波长λ正比于晶格间距d,即外界环境变化导致的晶格间距的任何变化都会引起布拉格衍射峰的移动。

目前,凝胶光子晶体是响应性光子晶体的研究热点[13],这种结合了胶体晶体与智能水凝胶的环境敏感性特性的凝胶光子晶体能对环境变化做出快速灵敏的响应,引起水凝胶体积的膨胀或收缩或者相的转变,进而引起光子晶体光子带隙的变化,使布拉格衍射峰发生位移。宏观上可通过衍射峰的位移或颜色变化对其响应性进行评价,其中颜色变化最为直观,可以被人的裸眼观察到。这种具有自表达能力的响应性光子晶体在药物释放、光学开关、金属探针、生物传感器等新应用方面的研究蓬勃发展,在新材料开发及临床应用等方面取得了巨大进展[13]。然而,这些响应性光子晶体的缺陷依然明显,如在设计一个对特定目标具有传感性能的材料时,都要嫁接入一种特殊的识别单元以便形成专一的识别(如冠醚对金属离子的识别[8]、苯硼酸对葡萄糖的识别[8]、抗体对抗原的识别[10]等),但并不是每一个分子都有这样成熟的识别单元与之相匹配,因此加大了制备的难度,大大限制了该材料的应用范围。为了解决这个缺陷,Hu等[14]将分子印迹引入到光子晶体的骨架结构中,构建了一种新的具有高度专一性和敏感性且能够快速自表达的分子印迹聚合物,使得响应性光子晶体的应用范围大大拓展。

1 分子印迹光子晶体水凝胶传感器的原理

分子印迹技术是制备对某一特定目标分子具有特异选择性聚合物的过程[15]。由于其构效预定性、特异识别性和广泛适用性的特点,该技术在色谱分离、固相萃取、膜分离、仿生传感、催化、人工酶与人工受体等领域得到了广泛的研究和应用[16,17,18,19,20]。但是,分子的识别和分离通常基于大块的聚合物,其本身固有的长扩散路径以及印迹微腔的不足等导致响应时间较长且灵敏度较低。虽然Mosbach和Sellergren通过在多孔的硅支架上多层印迹模板分子克服了传统的大块分子印迹聚合物的缺陷[18,21],但是在利用传统的分子印迹聚合物进行分析时,目标分子必须具有光学特性或者被赋予电学活性以便产生可读的光学或电学信号,因此多数被分析物需要被修饰或者标记。另外,通常还需要附加额外的转换器把目标分子的结合情况通过物理化学的响应(质量、电、光等的改变)翻译成可读的信号。基于此,研究出一种不通过标识目标分子而能够直接对其进行定量检测并且具有很高灵敏度的分子印迹膜就显得尤为必要。

Hu等[14]结合分子印迹与光子晶体两种技术构建了一种性能优异、具有普适性和自表达特性的新型化学传感器,制备过程如图1所示。首先,采用胶体晶体模板法制备出具有布拉格衍射的光子晶体(图1(a)),然后,以光子晶体为模板利用光聚合的方法制备出目标分子印迹聚合物(图1(b)),接着,除去光子晶体模板以及印迹模板分子,得到具有目标分子传感功能的性能优异的薄膜(图1(c))。由光子晶体模板产生的特殊的三维有序孔结构(反蛋白石结构)可以与可见光强烈地相互作用,产生Bragg衍射,而衍射峰的位置可以通过水凝胶在识别过程中的晶格常数的变化进行调控,因此这种新型的水凝胶薄膜可以直接把分子识别的化学信号转化为可读的光信号。

这种“智能分子印迹薄膜”是由相互连通的三维有序大孔凝胶结构组成的,而且大孔的壁结构中含有大量的具有分子识别特性的“纳米腔”结构。其具有如下优点:(1)反蛋白石结构的高面积/体积比使传感器具有高度的灵敏性;(2)相互连通的固体骨架和相互连通的孔结构体系的双连续性有利于目标分子在材料中的传输,赋予了传感器薄膜快速响应的特点;(3)分子印迹技术的引进在光子晶体凝胶壁中构筑了在空间形状、大小以及作用位点与目标分子相匹配的纳米孔穴,赋予了传感器高的选择性,满足定性分析的需要;(4)不再需要对每一种目标分子寻找专门的识别单元,大大拓展了传感材料的应用范围;(5)纳米孔穴的分子识别过程可直接通过有序大孔的光衍射信号表达出来,不需要任何标记技术,甚至可以用裸眼观察到其颜色变化,并且具有定量分析的能力;(6)利用非共价性氢键制备分子印迹时,其具有可再生的特性,并具有良好的重现性。因此,这种特殊的二级孔结构非常适合用于设计各种物质的传感器,并且已经在药物、农药残留、蛋白质检测以及手性识别方面得到了实际应用。

2 分子印迹光子晶体水凝胶传感器的应用进展

2.1 在药物分析中的应用

Hu等[14]以甲基丙烯酸为功能单体制备了能区分识别多巴胺对映体(D, L-dopa)的分子印迹光子晶体水凝胶。如图2所示,印迹了L-dopa的光子晶体在L-dopa的溶液中其衍射波有较大程度的蓝移(图2(A)),而在D-dopa的溶液中蓝移程度很小(图2(B))。从图3中可以看出,L-dopa分子印迹光子晶体水凝胶在10mmol/L的L-dopa溶液中颜色能从绿色变为蓝色,而在同浓度的D-dopa溶液中颜色没有变化,因此提供了一种通过直观颜色变化就能识别手性分子的检测手段。并且,这种对映体识别的灵敏度很高,检出限达到了0.01mmol/L,而响应时间仅为20s。

Hu等[22]又进一步分别制备出麻黄碱和伪麻黄碱的分子印迹光子晶体水凝胶,为非对映异构体的识别提供了快速灵敏简便的方法。该传感器薄膜随着溶液分子浓度的增加,其衍射峰出现红移,且衍射峰处于可见光区,肉眼可见其颜色变化,检测限达到了10-16 mol/L,对其异构体没有响应。该传感器响应速度很快,30s左右就达到了吸附平衡。这种专一、灵敏的传感器成功用于了添加麻黄碱和伪麻黄碱尿液的检测,表现出良好的抗干扰能力,并可用于实际生物样品的检测。

Hu等[22]还制备了以茶碱为模板分子的分子印迹光子晶体水凝胶,通过对具有相似分子结构的茶碱和咖啡因一系列浓度的缓冲溶液进行响应性测定,发现茶碱印迹水凝胶衍射峰随茶碱浓度的增加而红移,而在咖啡因溶液中不移动,说明了茶碱印迹水凝胶对茶碱分子具有相当高的识别能力,并具有很强的抗干扰能力。同时,该传感器的衍射峰位移也处于可见光区,肉眼可见其颜色变化(图4),对茶碱的检测灵敏度达到了10-16 mol/L。该传感器响应速度很快,30s左右就达到了吸附平衡。另外,该传感器成功用于了添加茶碱尿液样品的检测,证明了这种传感器薄膜具有良好的抗干扰性能,显示了其在实际中的应用前景。

李志良[23]以丙烯酰胺为功能单体,在水相中制备了印迹烟酰胺光子晶体水凝胶,并研究了烟酰胺印迹水凝胶的响应性情况。他对与印迹分子烟酰胺结构相似或与印迹分子有相同官能团的烟酸和丙烯酰胺溶液的响应性进行了测试,结果表明,在相同检测条件下,烟酰胺光子晶体水凝胶在烟酸和丙烯酰胺溶液中反射峰红移程度极小,而在烟酰胺溶液中红移程度很大,随浓度变化可从蓝光区红移到红光区,跨过了整个可见光区(图5),表明其对印迹分子烟酰胺具有很高的专一性和灵敏度。该传感器对烟酰胺溶液的响应速度很快,25s时反射峰就接近最大值,在50s左右反射峰不再随时间的延长而变化,达到极限值。并且,该传感器能多次重复使用,在响应达到饱和后脱解掉印迹分子能完全恢复到响应之前的水平,且多次重复之后,水凝胶的物理状态没有变化。

2.2 在毒物分析中的应用

Wu等[24]以除草剂莠去津为模板分子制备了分子印迹光子晶体水凝胶,并研究了莠去津印迹水凝胶的响应性情况。结果表明,当选择丙烯酸时比以甲基丙烯酸为单体制备的光子晶体水凝胶对莠去津有更高的响应程度。当将印迹水凝胶置于10-12mol/L的莠去津磷酸缓冲液中时,衍射峰红移了13nm;置于10-6mol/L的莠去津磷酸缓冲液中时,衍射峰从水溶液中的448nm红移到620nm,红移超过了170nm。当莠去津磷酸缓冲液浓度在10-12～10-6mol/L范围内时,该传感器的衍射峰波长几乎覆盖了整个可见光区,随着目标物浓度的变化,可实现从蓝色到红色的转变,并据此制作了比色卡,可对未知待测液进行半定量分析(图6)。该传感器灵敏度高,对莠去津的最低检测限可以达到10-16mol/L,优于目前文献中报道的最低检测浓度,同时,响应时间仅为20s左右,远远优于其他检测方法。在研究中,他们以具有相似分子结构的莠灭净、扑草净等为竞争物,发现衍射峰的位置几乎没有变化,说明分子印迹聚合物具有较高的分子识别性能。

2.3 在生物分析中的应用

胆酸是由肝实质细胞分泌的一种重要的生物分子,对生物体健康情况有着指示作用,对动物体内胆酸的准确、有效的监控可以用作相关疾病的检测指示。Wu等[25]以甲基丙烯酸为功能单体,以胆酸为印迹分子,通过聚合制备出印迹胆酸的水凝胶光子晶体。结果表明,随着胆酸浓度的增大,该光子晶体的衍射峰出现蓝移,衍射峰处于可见光区,肉眼可见其颜色变化;并且该印迹光子晶体对与胆酸具有相似结构的分子(去氢胆酸、去氧胆酸)有很好的区分能力;该传感器对胆酸分子的最低检测限可达到10-12mol/L,优于目前已经报道的各类检测器,响应时间在1min以内,可以满足快速分析的要求。并且,利用非共价性氢键制备的分子印迹薄膜,具有可再生的特性,该分子印迹薄膜循环使用5次后,检测的标准偏差在4%以内,表现出良好的可重复利用性。

实时快速监测糖尿病人的血糖对控制病情非常重要,而快速、持续、无创的血糖监测技术是目前研究的热门课题。孟子晖等[26]以聚甲基丙烯酸甲酯微球阵列为光子晶体模板,以葡萄糖为印迹模板,N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯为混合功能单体,并加入4-乙烯基苯硼酸识别基,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂制备出葡萄糖检测用分子印迹光子晶体传感器。该材料对葡萄糖响应速度快,选择性高,印迹聚合物对葡萄糖吸附量在3min时即达到3.2mg/g,在同等条件下,该吸附量是其他类似物吸附量的2倍以上。随着葡萄糖浓度由0mol/L增加到0.02mol/L,葡萄糖分子印迹光子晶体的衍射波长发生150nm 的红移,表现出良好的传感特性(图7)。此材料为葡萄糖检测提供了新思路,有望用于人体泪液或尿液中葡萄糖浓度的检测,实现非侵入式的检测手段。

Hu等[27]采用表面分子印迹技术首次制备了生物大分子印迹的光子晶体水凝胶,将牛血清白蛋白表面包裹一层蔗糖后,用旋涂法将其吸附于SiO2光子晶体模板上,并以甲基丙烯酸作为功能单体聚合,去除模板制得反蛋白石结构光子晶体水凝胶,再将此水凝胶放入NaOH/NaClO溶液中并用乙酸溶液反复清洗以去除牛血清白蛋白,得到牛血清白蛋白分子印迹光子晶体水凝胶。该传感器薄膜随着溶液分子浓度的增加,其衍射峰出现红移,衍射峰处于可见光区,肉眼可见其颜色变化(图8)。这种材料对于特定蛋白质分子具有响应性,而对于其他分子如卵蛋白以及溶菌酶等则不具备响应性。该传感器的检测灵敏度达到了1ng/mL,检测浓度范围为1ng/mL～10mg/mL。

Zhao等[28]采用表面分子印迹技术制备了印迹牛血红蛋白的球状光子晶体水凝胶。结果表明,当牛血红蛋白溶液的质量浓度增大到10mg/mL时,光子晶体的衍射峰红移了13.5nm,虽然红移程度很低,但还是有较高的灵敏性,检测限能达到1ng/mL。而该印迹光子晶体水凝胶在牛血清白蛋白及辣根过氧化物酶溶液中,其衍射峰几乎没有位移,表明其优越的分子识别能力。为了验证该技术的应用能力,该课题组继而制备了牛血清白蛋白、辣根过氧化物酶以及人血红蛋白分子印迹球状光子晶体水凝胶,这些传感器均表现出较高的分子识别能力及抗干扰能力(图9)。该传感器灵敏、专一、快速,为临床诊断提供了一种全新的检测技术。

3 展望

近年来,光子晶体由于自身对光波的调制作用成为国内外研究的一大热点,也已经取得了很大的进展。许多课题组利用光子晶体的布拉格衍射性质结合凝胶对外界刺激的膨胀收缩特性制备出一系列基于光子晶体技术的凝胶传感器,而分子印迹技术的引入,大大扩展了这一领域的应用,使其具有很强的普适性。这种能实现“裸眼检测”的化学传感器虽说目前的研究刚刚起步,应用还较少,但是其在药物分析、毒物分析、环境监测、临床诊断、生物医学、病毒检测、化学开关,乃至公共安全等诸多方面都存在着巨大的应用潜力。可以预见,其在未来的科学研究和日常生活中将会发挥越来越大的作用。许多课题组正在就其在公共安全领域方面的应用开展研究,在毒品检测、毒物检测和爆炸物检测方面做系统的研究和应用,将该技术扩展到法庭科学中,发挥分析化学在国家安全、国家需求及经济社会发展中的重要作用。

分子印迹 篇10

关键词：辛可宁,分子印迹聚合物,制备,吸附

有许多不同方法用于手性分离和识别, 如毛细管电泳、色谱、光谱技术、室温磷光法等[1,2,3], 这些方法或可仅用于手性识别而不能分离纯化, 或可用于微量的手性分离或带入一定的杂质。分子印迹技术可在聚合物中形成对模板分子的特殊性结合位点和多重作用点空穴, 形成模板分子和功能单体形成的主客体配合物进入聚合物的结构。洗去模板分子后, 聚合物中留下对模板分子具有特异性结合能力的位点[4,5]。该具有“预定”识别能力的分子印迹聚合物 (Molecularly Imprinted Polymer, MIP) 不受环境影响, 稳定性高[5,6], 可对性质和组成相近的组分如手性化合物、异构体等进行分离[7,8,9,10]。沉淀聚合是指聚合反应所使用的单体、交联剂和引发剂可溶于分散体系, 产生的聚合物不溶而易沉淀。由沉淀聚合可制得微球状聚合物, 该方法不需在反应体系中加入任何稳定剂[11]。

辛可宁和辛可尼丁为非对映异构体抗疟药物, 对辛可宁的分子识别及其与辛可尼丁的有效分离对于药物的纯化有很重要的意义。本实验以沉淀聚合法制备了辛可宁印迹聚合物微球, 以期分离了非对映异构体辛可宁 (CN) 和辛可尼丁 (CD) , 实现其有效分离。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

本实验用到的化学试剂有:辛可宁 (CN) 和辛可尼丁 (CD) (AR) , 百灵威化学试剂公司;乙二醇二甲基丙烯酸酯 (EGDMA, AR) , 上海和氏璧化工有限公司;偶氮二异丁腈 (AIBN, AR) , 上海试剂厂;甲基丙烯酸 (MAA, AR) , 科密欧试剂;乙腈 (HPLC) , 国药试剂;氯仿 (AR) , 湖南师大化学试剂厂。

本实验用到的仪器有紫外可见光分光光度计 (Unocal 4802s) , 美国优尼科公司;冷冻离心机 (TGL-16G) , 上海科学仪器厂;调速多用振荡器, 郑州长城科工贸有限公司;紫外检测系统 (BT8200) , 德国Biotron-ik公司, 索氏提取器 (500 mL圆底烧瓶) , 天津玻璃仪器厂。

1.2 沉淀聚合法制备分子印迹聚合物微球

将模板分子辛可宁 (CN) 0.59 g (2 mmol) 、MAA 0.70 g (8 mmol) 加入150 mL 乙腈中, 超声30 min 溶解, 放置12 h, 使模板分子和功能单体充分作用。加入交联剂EGDMA 8.0 g (40 mmol) , 引发剂AIBN 0.08 g (0.48 mmol) , 超声处理20 min。再将该混合溶剂倒入200 mL安培瓶中, 充入N2 15 min, 密封。把安培瓶放入恒温水浴锅中, 在60 ℃下反应24 h, 得到分子印迹聚合物微球 (MIP) 。用甲醇乙酸 (9:1, V/V) 溶液反复洗涤, 除去模板分子。最后用乙腈洗涤除去残留的甲醇乙酸溶液, 真空干燥备用。制备空白聚合物 (non-imprinted polymer, NIP) 时, 除不加模板分子以外, 其它方法同上。

1.3 辛可宁印迹聚合物的吸附性能研究

将100.0 mg沉淀聚合制得的聚合物于3.0 mL不同浓度的底物乙腈溶液 (CN或者CD) 中, 在室温下振荡12 h后, 离心分离后取上清液用于紫外光度法检测底物的平衡浓度, 根据结合前后溶液中浓度的变化计算聚合物对CN或CD的结合量。吸附后的聚合物可按除去模板分子的方法洗去底物, 真空干燥后重复使用。需要计算的量有:吸附量Q、分配系数KD、分离因子。利用式 (1) 计算吸附量Q:

Q= (C0-C) V0/m (1)

式中:Q——聚合物对底物的吸附量, μmol/g

C0——底物的原始浓度, μmol/mL

C——吸附后清液中底物的浓度, μmol/mL

M——聚合物的质量, g

V0——所取的底物溶液体积, mL

利用式 (2) 计算分配系数KD:

KD=cp/cs (2)

式中:cp——表示聚合物结合底物的浓度, μg/g

cs——平衡时溶液中底物的浓度, μg/mL

分离因子α用式 (3) 计算:

α=KDA/KDB (3)

式中:α——A, B两种物质的分离因子

KDA——A物质在聚合物吸附后的分配系数, mL/g

KDB——B物质在聚合物吸附后的分配系数, mL/g

2 结果与讨论

2.1 辛可宁分子印迹聚合物的拆分机理

采用非共价印迹法, 以MAA为功能单体, 制备了辛可宁的分子印迹聚合物。由于辛可宁具有一个很大的刚性结构 (见图1) , 故它在聚合物上的分子识别位的刚性和均匀性较好, 而且辛可宁为有机碱, 在极性溶剂中它可以和MAA产生较强的离子作用, 同时也能以氢键与MAA结合而, 丙烯酰胺只能以氢键以辛可宁缔合, 其结合能力远远弱于MAA。故选用MAA为功能单体所制得聚合物的选择性要比选用丙烯酰胺为功能单体所制得聚合物的选择性要好。因此, 以MAA为功能单体制得的聚合物上不但留下了与辛可宁结构很相近的空间结构, 同时MAA的羧基为辛可宁留下了一个靠离子键作用的结合位点 (根据三点作用原理) , 从而增强了印迹分子与聚合物的结合能力并获得高的选择性。

2.2 辛可宁分子印迹聚合物的印迹过程

辛可宁分子印迹聚合物的印迹过程如图2。

2.3 CN和CD分析方法的建立

2.3.1 检测波长选择

用乙腈配制10 μg/mL的CN溶液, 在190～400 nm进行波长扫描, 见图3。由图可见, 溶液在280 nm处有最大吸收, 故选择280 nm为CN溶液的液相色谱检测波长。

2.3.2 标准曲线的绘制

用乙腈分别配制一系列的CN和CD标准溶液, 在波长 280 nm下测定溶液的吸光度, 绘制标准曲线, 见图4。得到CN的线性回归方程:A=0.0077+0.0385c, 相关系数:R=0.99976。CD的先下回归方程:A=0.0026+0.0375c, 相关系数:R=0.9991。两种物质在在0～10 μg·mL-1浓度范围内呈良好的线性关系。

2.4 MIP的结合特性研究

测定了CN 在MIP上的吸附等温线, CN的浓度从0.2 mmol/L变化到5.0 mmol/L, MIP对CD及空白聚合物 (NIP) 对CN的结合等温线 (见图5) 。由图5易见, MIP对模板分子的结合量要明显高于空白聚合物。这说明印迹过程中, 模板分子在MIP中留下的印迹空穴及空穴上的活性结合位点决定了MIP对模板分子的高度亲合力和特异识别性。在底物浓度为2.0 mmol/L, 测定了结合分配系数KD, 见表1。NIP对两种物质的结合分配系数约相等, 分离因子约为1, 说明NIP对两种物质没有分离效果。相反CD在MIP的分配系数远大于CD, 分离因子达到1.90, MIP对CN的作用有利于与CD的分离。

3 结 论