分子印迹

分子印迹是一种在聚合物基质中产生具有预定选择性和高亲和力的模板形空腔的技术。该技术基于酶用于底物识别的系统，称为锁和钥匙模型。酶的活性结合位点具有特定于底物的形状。与结合位点具有互补形状的底物选择性地与酶结合；无法识别不适合绑定位置的替代形状。分子印迹材料是使用模板分子和围绕模板组装并随后相互交联的功能单体制备的。通过模板和单体上的官能团之间的相互作用在模板分子周围自组装的单体聚合形成印迹基质（在科学界通常称为分子印迹聚合物（MIP））。随后将部分或全部移除模板，留下与模板在尺寸和形状上互补的空腔。获得的空腔可以作为模板分子的选择性结合位点。近几十年来，分子印迹技术已被开发用于药物输送、分离、生物和化学传感等。利用空腔的形状选择性，也促进了在某些反应的催化中的使用。

分子印迹的xxx个例子归功于1931年的MVPolyakov，他在硅酸钠与碳酸铵的聚合方面的研究。当聚合过程伴随有诸如苯之类的添加剂时，所得二氧化硅显示出更高的该添加剂吸收。到1949年，Dickey使用了教学理论分子印记的概念；他的研究在有机染料存在下沉淀硅胶，并表明印迹二氧化硅对模板染料具有高选择性。根据Dickey的观察，Patrikeev发表了一篇关于他的“印迹”二氧化硅的论文，其方法是用凝胶二氧化硅孵育细菌。干燥和加热二氧化硅的过程比其他参考二氧化硅更好地促进了细菌的生长，并表现出对映选择性。他后来将这种印迹二氧化硅方法用于进一步的应用，例如薄层色谱法(TLC)和高效液相色谱法(HPLC)。1972年，Wulff和Klotz将分子印迹引入有机聚合物。他们发现，通过在聚合物的印迹空腔内共价引入官能团，可以实现分子识别。Mosbach小组随后证明可以通过非共价相互作用将官能团引入印迹空腔，从而导致非共价印迹。

分子印迹技术的一种应用是用于生物医学、环境和食品分析的基于亲和性的分离。样品预浓缩和处理可以通过使用MIP去除样品中的目标痕量分析物来进行。MIP在固相萃取、固相微萃取和搅拌棒吸附萃取中的可行性已在多个出版物中进行了研究。此外，色谱技术如HPLC和TLC可以利用MIP作为填充材料和固定相来分离模板分析物。观察到非共价印迹材料的动力学比通过共价方法制备的材料快，因此非共价MIP更常用于色谱法。另一个应用是使用分子印迹材料作为化学和生物传感器。

它们已被开发用于针对除草剂、糖、药物、毒素和蒸汽。基于MIP的传感器不仅具有高选择性和高灵敏度，而且还可以产生输出信号（电化学、光学或压电）用于检测。这使得它们可用于荧光传感、电化学传感、化学发光传感和UV-Vis传感。深入检测非法药物、违禁运动药物、毒素和化学战剂的法医应用也是一个越来越受关注的领域。分子印迹在药物输送和生物技术等领域稳步出现。模板和聚合物基质之间的选择性相互作用可用于制备人工抗体。在生物制药市场，使用MIP吸附剂可以实现氨基酸、手性化合物、血红蛋白和激素的分离。已经研究了利用分子印迹技术模拟线性和聚阴离子分子（例如DNA、蛋白质和碳水化合物）的方法。一个挑战领域是蛋白质印记。大型水溶性生物大分子给分子印迹带来了困难，因为它们的构象完整性在合成环境中无法确保。当前的导航方法包括将模板分子固定在固体基质的表面，从而xxx限度地减少聚集并控制模板分子定位在印迹材料的表面。然而，乌得勒支大学的科学家对蛋白质的分子印迹进行了批判性审查，发现需要进一步测试。制药应用包括选择xxx物递送和控制药物释放系统，这些系统利用MIP的稳定构象、快速平衡释放以及对酶和化学应力的抗性。还探索了智能药物释放，即由于特定刺激而释放治疗剂。纳米级胰岛素和其他药物的分子印迹材料显示出对其各自靶标的高吸附能力，显示出新发现的药物输送系统的巨大潜力。与天然受体相比，MIPs还具有更高的化学和物理稳定性，更容易获得，成本更低。MIP尤其可用于稳定蛋白质，特别是选择性保护蛋白质免受热变性。