分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件

1、2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件1 分子印跡聚合物 在物質分析中的應用研究進展2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件2 受到抗體的啟發(fā)，人們開始想到合成某些類似抗體具有高選擇性的分離基質分子印跡（molecular imprinting)是近年來基于分子識別理論而迅速發(fā)展起來的一個新的研究領域。因此分子印跡技術也被稱為制造“塑料抗體”的技術。2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件3分子印跡聚合物（MIP)的特點 預定性：人們可以根據(jù)不同的目的制備不同的MIP實用性：它與天然的識別系統(tǒng)如酶和底物,抗體和抗原相比，

2、具有抗惡劣環(huán)境的能力，表現(xiàn)出高度穩(wěn)定性和長的使用壽命，且制備簡單。識別性：MIP是根據(jù)印跡分子定做的，它具有特殊的分子結構和官能團，能選擇性地識別印跡分子2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件4分子印跡聚合物原理將模板分子從高聚物中解離出來功能單體通過與模板分子相互作用聚集在模板分子周圍形成某種可逆的復合物功能單體與過量交聯(lián)劑在致孔劑存在下發(fā)生共聚生成高聚物2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件5分子印跡聚合物原理圖2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件6分子印跡聚合物的制備原位聚合法:原位聚合采用印跡分子,功能單體

3、,交聯(lián)劑及致孔劑在柱內(nèi)直接聚合成整體柱.這是較簡便的方法.溶液聚合方法:用光照或加熱的方式引發(fā)自由基進行溶液聚合,聚合后將形成的塊狀聚合物研磨成一定大小的無定型的顆粒.這種方法操作簡單,但比較費時.2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件7懸浮聚合法Matsui將印跡分子及單體溶于氯仿,加入有聚乙烯醇的水溶液,用懸浮聚合的方法合成了球形印跡聚合物表面印跡法Prasad用對氨基苯甲酸,二氯乙烷,和硅膠反應,在印記分子存在的條件下,合成了硅膠表面鍵合印記固定相,用于進行藥物及血液樣品的凈化及-內(nèi)酰氨抗生素的富集.2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課

4、件8分子印跡聚合物在物質分析中的應用在生物樣品分析上的應用:生物樣品中某種成分的測定在疾病診斷,藥物動力學分析,法醫(yī)學,動物食品檢驗等領域得到廣泛的應用.在生物樣品分析中,許多內(nèi)源性的物質的存在使得樣品的凈化成為不可缺少步驟.而分子印記固相提取顯示了巨大的優(yōu)越性.Sellergren采用分子印記固定相選擇性地富集尿樣中的噴他脒,用PH為9的流動相除去尿樣中的堿性化合物,然后以PH為3的流動相洗脫待測物,直接進行紫外定量檢測.2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件9生物模擬傳感器 近來，生物傳感器技術的發(fā)展極為迅速。但是，用于生物傳感器的生物分子卻因為性能不穩(wěn)定易被破壞

5、，且種類太少而不能滿足實際應用的需要。由于分子印跡聚合物具有可設計性，種類極其豐富，且堅固耐用，有很強的抗酸、堿能力，環(huán)境適應性很強，故科學家們設法用MIPS來替代生物分子以適應生物傳感器技術發(fā)展的要求。自分子印跡技術用于膜傳感器以來，MIPS在生物傳感器上的應用就一直是研究熱點，尤其是近兩年來，該技術發(fā)展極為迅速，Malitesta,Haupt, Yano, Ansel等人在這一方面都作了廣泛的研究。98年在波士頓召開的有關化學傳感器的國際性會議對分子印跡技術在生物傳感器中的應用的現(xiàn)狀和未來作了全面而系統(tǒng)的探討，為分子印跡技術和傳感器技術的發(fā)展開辟了新的道路.2021-10-10分子印跡聚合

6、物在物質分析中的應用研究進展課件10痕量物質的富集人們早就認識到，模板分子難以100%的從MIPS上洗脫掉，一般總留有少量的殘余物(約5%)。過去，人們認為這些殘余物深陷于聚合物網(wǎng)絡之中而無法去除，但最近的一些研究工作表明事實并非如此，這些經(jīng)多次反復洗脫而沒有除去的模板分子會慢慢地從MIPS上“泄漏”掉.利用這一性質，將MIPS用作固相萃取劑去富集低濃度的分析物質會起到驚人的效果。Anderson等采用這一方法富集人體血漿中的Sameridine藥物達到了很好的效果。在分析研究中，毫摩爾水平以下的痕量物質，經(jīng)這一方法預富集處理后，便可以在氣相色譜上很容易地檢測出來.2021-10-10分子印跡

7、聚合物在物質分析中的應用研究進展課件11親和分離目前M工Ps應用最多的領域是親和分離。結構相似的化合物的分離，尤其是藥物的手性拆分是當前分子印跡技術研究中最為活躍的部分，因為拆分合成藥物一直是制藥工業(yè)中的一大難題，分子印跡聚合物能夠識別分子結構上極其細微的差別，在分離異構體上有其獨到之處，可用于除去含量很少的對映體異構物，且具有可設計性，適用范圍廣，成為最有前途的分離手段。2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件12分子印跡固相提取在環(huán)境樣品分析中應用一些極性強的農(nóng)藥在疏水性的C18鍵合固定相上不能與極性干擾物分離,此時分子印記固定相就能夠將干擾物與待測物分開.我國的科

8、研工作者使用五羥黃酮印跡聚合物提取銀杏葉中藥用黃酮,在仔細選擇凈化劑后,干擾劑可以被除去,提供了提取銀杏葉中藥用黃酮的可能性.2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件13展望縱觀分子印跡聚合物研究發(fā)展和成就,從作為液相固定相材料,選擇性催化劑到人造受體,化學傳感器應用,反映了分子印記技術是集高分子合成,物化分子設計,分析分離測試,生物和醫(yī)學等眾多相關學科相互滲透的邊緣學科.盡管發(fā)展很快,但仍存在許多需要進一步解決的問題.首先是分子印記過程和分子識別過程的機理和表征問題.其次,目前所使用的功能單體,交聯(lián)劑和聚合法都有較大的局限性.2021-10-10分子印跡聚合物在物質分

9、析中的應用研究進展課件14 2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件15模板分子根據(jù)所要識別分離的化合物的結構和性質，模板分子可以是低分子化合物、低聚物、金屬離子或金屬絡合物，也可以是分子聚集體。應用較多的模板分子有糖類及其衍生物、氨基酸及其衍生物、藥物、激素、殺蟲劑,染料等酶或輔酶、核酸、肽、蛋白質等應用較少2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件16功能單體功能單體選取的原則是:單體的一端能和聚合物結合，而另一端能和模板分子結合。與聚合物的結合應足夠強，以使除去模板后孔穴內(nèi)結合基團能穩(wěn)定存在。與模板的結合力則要適中，因為結合力過大模板分子將難

10、以洗脫，過小則孔穴對模板分子的選擇性不高。其中應用最廣泛的是甲基丙烯酸(MAA )，它分子內(nèi)除具有一個碳碳雙鍵外，還有一個羧基，可以以離子鍵與氨基發(fā)生作用，也可和酞胺、氨基甲酸酌和梭基化合物產(chǎn)生氫鍵作用。因此，當模板分子中含有氨基、脂肪醇、脂肪胺等基團時，MAA是非常合適的功能單體。帶有雙鍵的酰胺類和吡啶類也是性能優(yōu)異的功能單體，如丙烯酰胺、乙烯基吡啶等。這些化合物可以和交聯(lián)單體發(fā)生共聚使N原子“掛在”聚合物鏈上，“懸掛”的N原子便可以和帶有一COOH或一OH的模板分子以氫鍵結合。最近以丙烯酰胺為功能單體的分子印跡聚合物已有報道，其特點是在極性溶劑中也有較強的氫鍵作用，這是許多功能單體所不具備

11、的.2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件172021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件18交聯(lián)劑無機聚合物在固體材料(如硅膠)表面進行修飾是獲得母體材料的一種行之有效的方法。這類母體材料的選擇性取決于孔穴的形狀和孔穴內(nèi)功能基團的排列，而與母體本身關系不大.通常用自組裝體系進行無機固體表面的修飾，即首先在硅膠或載體玻璃上吸附一層硅烷和修飾過的模板餛合物，并用化學方法結合成硅氧烷，然后用溶劑溶解除去模板。這樣在硅烷分子的網(wǎng)絡內(nèi)就留下了孔穴。這樣的材料優(yōu)先吸附模板分子，但對模板分子的類似物也有較強的吸附作用。無機載體也可以是金、二氧化錫等。有機聚合物起初，聚合物母體基本上都采用多孔的有機聚合物，現(xiàn)在也有采用無機載體和生物高分子的，但目前大量的工作仍集中在有機聚合物上。有機聚合物母體可以是縮聚物，也可以是加成聚合物。在實際中應用較多的是交聯(lián)的烯類聚合物，這些聚合物一般是無規(guī)網(wǎng)絡結構，內(nèi)部有模板印跡的孔穴，而在這種模板印跡的孔穴內(nèi)有空間排列固定的結合基團。2021-10-10分子印跡聚合物在物質分析中的應用研究進展課件19致孔劑為了提高MIPS的吸附能力，MIP