闞顯文 尹宇新 耿志榮 王志林
1 引言分子識別在生物體中發揮著十分重要的作用, 自然界中的一些生物分子如酶、抗原和激素等對底 物、抗體及受體等存在著特異性的分子識別現象,從 而決定生物體能否正常生長。但這些生物分子存在 制取復雜、穩定性差、存儲和操作不便等缺點。分子 印跡技術是20世紀70年代以來出現的人工合成具 有專一識別位點的聚合物的技術,采用分子印跡技 術可以制備出穩定性好、合成簡單且具有分子識別 功能的分子印跡聚合物。分子印跡聚合物的制備方 法也在不斷更新,從本體聚合[1, 2]發展到懸浮聚 合[3, 4]、沉淀聚合[5, 6]和表面聚合[7, 8]等,得到的印跡 聚合物在色譜分離[9, 10]、固相萃取[11, 12]、化學傳 感[13, 14]、模擬酶催化[15, 16]等方面得到了廣泛的 應用。目前,制備分子印跡聚合物母體材料的交聯劑 種類較少,主要為可參加自由基聚合的烯烴化合物, 如乙烯基乙二醇甲基丙烯酸甲酯、三甲氧基丙烷三 甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯等。這些交聯劑通常只 能在有機溶劑中使用,大大限制了印跡聚合物的發 展。采用反應條件溫和的溶膠-凝膠技術可以使有 機硅烷試劑在水相或有機相中發生水解形成高聚 物,且多數有機硅烷化合物中含有能與印跡分子發 生相互作用的官能團,又可作為功能單體應用到印 跡聚合物的合成中,因此基于硅材料的印跡聚合物 得到了快速的發展。為了減少印跡分子的“包埋” 現象,加快印跡聚合物對印跡分子的吸附速率,目前 印跡技術的很多工作都集中在采用表面印跡技術, 在一定的基質材料的表面進行印跡聚合物的制 備[17—19]?？蛇x用的基質材料的種類很多,其中硅基 材料由于相容性好、機械性能強、穩定性好、表面易 改性等突出的優點,而被大量地用于表面印跡聚合 物的制備和研究中。本文擬就近年來基于硅材料的 分子印跡聚合
2 分子印跡技術分子印跡技術是指印跡分子與功能單體先通過 可逆反應形成復合物,然后在交聯劑的存在下,聚合 生成高度交聯的剛性高分子聚合物,除去印跡分子 后在聚合物的網絡結構中留下具有結合能力的官能 基團,可作為分子受體在眾多印跡分子結構類似物 中選擇性地識別印跡分子。根據印跡分子與功能單體在聚合過程中相互作 用的機理不同,分子印跡技術可分為兩種基本類型。 第一種是共價法,由Wulff創立。印跡分子與功能 單體分子之間通過共價鍵結合生成可聚合的單體, 交聯聚合后采用化學方法將共價鍵斷裂,除去印跡 分子。該法的優點是印跡分子與功能單體分子之間 的作用力強,使聚合反應可在強極性溶劑中進行,且 印跡位點精密確定。但是這種可逆的化學反應種類 較少,印跡分子的洗脫和結合速率很慢。第二種是 非共價法,由Mosbach創立。印跡分子與功能單體 之間以氫鍵、疏水作用、電荷轉移等作用相互結合后 再進行交聯聚合。這種聚合反應簡單,印跡分子的 洗脫和識別較為快速,且其識別過程更接近于天然 的分子識別系統,是常用的方法。另外,還有將這兩 種方法結合起來進行印跡聚合物的制備和性質研 究,即在聚合過程中印跡分子與功能單體之間的作 用方式是共價型的,而識別過程中的作用方式是非 共價型的。
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