化學(xué)科技論文

化學(xué)科技論文

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)在科學(xué)家對(duì)化學(xué)科技研究漸漸完善。以下是小編精心準(zhǔn)備的化學(xué)科技論文，大家可以參考以下內(nèi)容哦！

　　摘要：分子印跡，又稱分子烙印。分子印跡技術(shù)基本原理是仿照抗體的形成機(jī)理，就是選用能與模板分子（印跡分子）產(chǎn)生特定相互作用的功能性單體，在交聯(lián)劑的作用下，通過共價(jià)或非共價(jià)作用在聚合物單體溶液中進(jìn)行聚合，得到固體介質(zhì)；然后，用合適的溶劑除去模板分子，在聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中留下了與模板分子在尺寸大小、空間結(jié)構(gòu)、結(jié)合位，點(diǎn)相匹配的立體孔穴。

　　關(guān)鍵詞：分子印跡； 預(yù)組裝法和自組裝法 ； MIT的研究

　　分子印跡技術(shù)（Molecular imprinting technology，MIT）將材料科學(xué)、生物化學(xué)、和化學(xué)工程等專業(yè)學(xué)科有機(jī)聯(lián)合在一起，運(yùn)用化學(xué)方法制取在空間位置和結(jié)合位點(diǎn)上與特定的模板分子有對(duì)應(yīng)切合點(diǎn)的高分子化合物，即分子印跡聚合物MIP。分子印跡技術(shù)將功能單體、模板分子、交聯(lián)劑及引發(fā)劑在合適的溶劑中進(jìn)行聚合反應(yīng)得到高分子合物，繼而通過特定的方法除去原有的模板分子，于是就得到與模板分子空間結(jié)構(gòu)、結(jié)合位點(diǎn)相匹配的分子印跡聚合物。現(xiàn)代分子印跡技術(shù)，又被稱為分子模板技術(shù)或分子烙印技術(shù)，是一種新型材料制備技術(shù)，具有十分可觀的發(fā)展前景。

　　一、分子印跡介紹

　　分子印跡，又稱分子烙印。分子印跡技術(shù)基本原理是仿照抗體的形成機(jī)理，就是選用能與模板分子（印跡分子）產(chǎn)生特定相互作用的功能性單體，在交聯(lián)劑的作用下，通過共價(jià)或非共價(jià)作用在聚合物單體溶液中進(jìn)行聚合，得到固體介質(zhì)；然后，用合適的溶劑除去模板分子，在聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中留下了與模板分子在尺寸大小、空間結(jié)構(gòu)、結(jié)合位，點(diǎn)相匹配的立體孔穴。這種空穴可對(duì)印跡分子或與之結(jié)構(gòu)相似的分子實(shí)現(xiàn)高度的特異性識(shí)別。MIPs的制備過程主要可分為3個(gè)階段：第1階段，模板分子與功能單體在溶液中相遇，它們之間通過共價(jià)或非共價(jià)的相互作用結(jié)合形成配合物；第2階段，加入合適的交聯(lián)劑，使單體、模板分子與交聯(lián)劑共聚形成高度交聯(lián)的剛性聚合物；第3階段，除去聚合物中的模板分子，原來由模板分子所占有的空間形成了一個(gè)孔穴，從而得到空間結(jié)構(gòu)和功能與模板分子互補(bǔ)的分子印跡聚合物。由于分子印跡聚合物是根據(jù)特定印跡分子“量身定做”的，所以建立在分子印跡聚合物基礎(chǔ)上的仿生識(shí)別可以和單克隆抗體相媲美，故Mosbach教授將分子印跡聚合物詼諧的稱為“塑料抗體”（plasticantibody）。由于使用不同的印跡分子制備的分子印跡聚合物具有不同的結(jié)構(gòu)和性 質(zhì)，所以一種印跡聚合物只能與一種分子結(jié)合，類似于“鎖”和“鑰匙”，對(duì)印跡分子有相當(dāng)高的專一選擇性。因此，分子印跡通常又被人們形象的描述為制造識(shí)別“分子鑰匙”的人工“鎖”技術(shù)。

　　按照功能單體與模板分子之間結(jié)合方式以及作用力的不同，分子印跡技術(shù)分為預(yù)組裝法和自組裝法兩種（圖1）.在兩者的基礎(chǔ)上又衍生出結(jié)合兩種基本方法特點(diǎn)的結(jié)合法。

　　預(yù)組裝法（又名共價(jià)法），在預(yù)組裝法中，模板分子以可逆共價(jià)鍵的形式與功能單體結(jié)合并形成相應(yīng)的復(fù)合物，復(fù)合物與交聯(lián)劑交，聯(lián)聚合形成相應(yīng)的高分子聚合物，最后通過化學(xué)方法使可逆共價(jià)鍵斷裂而除去模板分子并得到相應(yīng)的分子。自組裝法（又名非共價(jià)法）在自組裝法中，功能單體和模板分子之間的相互作用并非共價(jià)偶聯(lián)而是某些弱相互作用，只要功能單體和模板分子之間存在著某些相互作用就能達(dá)到印跡模板分子目的。結(jié)合法（又名半共價(jià)法）結(jié)合法顧名思義就是結(jié)合預(yù)組裝法和自組裝法的一種方法.這種方法之所以被稱為半共價(jià)法是因?yàn)椋涸谶@種方法中，功能單體與模板分子之間形成可逆復(fù)合物是通過共價(jià)鍵結(jié)合的，而在對(duì)模板分子的再識(shí)別過程中起主要作用的則是非共價(jià)的弱相互作用。其他方法：1999年，TAKEUCHl領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在研究辛可尼定（一種抗瘧藥物）的時(shí)候。采用甲基丙烯酸和乙烯基取代的鋅卟啉為功能單體制備了辛可尼定的分子印跡聚合物.2000年TAKEUCHI領(lǐng)導(dǎo)的研究小組提出了虛擬模板法制備環(huán)境荷爾蒙類物質(zhì)的分子印跡聚合物。2000年，MOSBACH領(lǐng)導(dǎo)的研究小組采用“固定模板法”實(shí)現(xiàn)了茶堿分子印跡聚合物的制備。

　　與天然受體相比，基于分子印跡技術(shù)制備的MIPs具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）穩(wěn)定性好、耐高溫、高壓、酸、堿、離子強(qiáng)度，可反復(fù)使用； （2）對(duì)某些不易得到生物抗體的小分子化合物，制備其MIPs作為替代物，卻是相對(duì)容易的。因此自二十世紀(jì)九十年代以來，分子印跡技術(shù)在制備小分子化合物的MIPs方面取得了顯著進(jìn)展。MIPs已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、診療、蛋白質(zhì)組學(xué)、環(huán)境分析、傳感器以及藥物傳輸?shù)妊芯款I(lǐng)域。

　　二、分子印跡技術(shù)的研究進(jìn)展

　　人們研究分子印跡技術(shù)（即分子烙印技術(shù) ，mo1ecular impirnting technology，MIT）的歷史 由來已久，可以追溯 到上個(gè)世紀(jì)。1973年 ，Wullf等合成出幾種對(duì)糖類和氨基酸衍生物具有較高選擇性的高分子化合物，并將它們用作高效液相色譜（highperformanceliquidchromatography，HPLC）的固相填充物，首次提出了“分子烙印技術(shù)”這個(gè)概念。20世紀(jì)80年代初，研究人員利用天然化合物或合成化合物模擬生物體系進(jìn)行分子識(shí)別研究，在一定意義上構(gòu)成了MIT的雛形。在MIT發(fā)展的初期，德國HeinrichHeine大學(xué)的G.Wulff教授"采用共價(jià)結(jié)合方式制備分子印跡聚合物（Molecularly Imprinted Polymers，MIPs），但由于可供選擇的材料十分有限，故在20世紀(jì)90年代以前研究進(jìn)展緩慢。20世紀(jì)90年代以后，瑞典Lund大學(xué)的K.Mosbach在非共價(jià)MIT方面做了許多開創(chuàng)性工作，并于1997年成立了國際性的分子印跡學(xué)會(huì)（Society for Molecular Imprinting，SMI），極大的促進(jìn)了MIT及其理論的發(fā)展。這種基于分子印跡的分子識(shí)別新型材料在手性分離、環(huán)境分析和催化科學(xué)等領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用價(jià)值引起了許多學(xué)者的關(guān)注，成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前，國內(nèi)外對(duì)MIT的研究正方興未艾，研究及應(yīng)用文獻(xiàn)較多。

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