分子印跡聚合物的特性及其應用講解學習課件

分子印跡聚合物的特性及其應用21100817李敏婷中藥化學導師：朱全紅惺震鉛摟妨敏刻豆蹭妥蓬匆琉碴焉締剩弟占凝貍柵頂既辜證戴傈餃厘鄒圭分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用21100817李敏婷中藥分子印跡聚合物一.定義三.原理五.合成六.特性六.應用二.進程割鼓接界鋒剁瑩灸呸旁簍沛券夾雨揍懦欣軒熾盞涯無撤堡妨多畫幌偽癸儀分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物一.定義三.原理五.合成六.特性六.2一、分子印跡聚合物的定義分子印跡聚合物(MolecularImprintedPolymer，MIP)：是一種在空間結構和結合位點上與模板分子完全匹配的高分子聚合物，該聚合物留有模板分子的“印跡”，因此對模板分子具有專一的選擇性結合能力。分子印跡技術（MolecularImprintingTechnique，MIT

）：是制備空間結構和結合位點與模板分子完全匹配的聚合物技術。紊羔氦瀑騎確拱蛀撥埋寢乞葬怖扶蘆絞衫慮注覓俠撥蠅年幢勁歇依獻狀擂分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用一、分子印跡聚合物的定義分子印跡聚合物(Molecular3二、分子印跡聚合物的研究進程得到世界關注并迅速發(fā)展進一步發(fā)展奠定基礎1993年80年代1972年40年代當時Pauling首次提出抗體形成學說WulffG研究小組首次成功制備出MIP突破性進展非共價型模板聚合物的出現(xiàn)使其成為化學和生物學交叉的新興領域之一疚嶼跑妮呈魁臃橡哮釁霞涂紉盧善備番重丟囚和廚娠杠砒膝饋舀橢發(fā)鍍搬分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用二、分子印跡聚合物的研究進程得到世界關注并迅速發(fā)展進一步發(fā)展4三、分子印跡聚合物的合成原理基本原理：當模板分子（印跡分子）與聚合物單體接觸時會形成多重作用點，通過聚合過程這種作用就會被記憶下來，當模板分子除去后，聚合物中就形成了與模板分子空間構型相匹配的具有多重作用點的空穴，這樣的空穴將對模板分子及其類似物具有選擇識別特性。垃翔捍酸進稻諷歲鹼傾驅巡呼沿宰腆慮難蓖糾公濤以峪悠湯薪橙悔媚精祥分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用三、分子印跡聚合物的合成原理基本原理：當模板5近年來MIP的制備有了很大發(fā)展，而最常用的包括：四、分子印跡聚合物的合成方法硅膠犧牲載體和溶膠-凝膠技術等本體聚合表面聚合溶脹聚合懸浮聚合分散聚合聚合方法把模板分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑按一定比例溶于惰性溶劑中，以光照或加熱的方式引發(fā)自由基進行聚合，得到的塊狀聚合物經(jīng)粉碎、過篩、洗脫等得到所需粒徑的MIP顆粒。本法合成條件簡單，操作易于控制，多數(shù)MIP的制備都采用此法，但后處理過程繁瑣，所得粒子的不規(guī)則低了其分離能力。采用與一般有機溶劑皆不互溶的全氟烴為分散介質，加入特制的聚合物表面活性劑使印跡混合物形成乳液，聚合后得到的MIP粒度范圍分布窄，形態(tài)規(guī)則，是目前制備聚合物微球最簡便、最常用的方法之一。這種方法省去了研磨和篩分的步驟，制備的MIP分離效能高，但水包油的懸浮聚合方式僅限于能溶于疏水性有機溶劑的非極性的模板分子。一種介于本體聚合和懸浮聚合之間的聚合方法。反應開始前，單體、引發(fā)劑、分散劑、交聯(lián)劑等都溶于分散介質中，體系為均相，分散劑的大分子鏈舒展在溶劑中，引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基后引發(fā)聚合。當反應進行一定程度后，高分子鏈生長到一定長度就相互纏接在一起，在攪拌作用下逐漸形成球形的核，隨著反應的進行，不斷有分子鏈在已形成的核上生長并纏接，直至最后形成完整的微球從聚合相中析出。分散聚合工藝簡單，可適用于各種單體，且能制備不同粒徑級別的單分散性聚合物微球。又稱為多步溶脹懸浮聚合或種子溶脹懸浮聚合，即采用有／無皂乳液聚合法合成粒徑較小的微球作為種子，用一定的乳液進行多次溶脹，再通過還原劑的加入，經(jīng)光引發(fā)或熱引發(fā)制得MIP微球。這種方法可以得到粒徑均勻的聚合物顆粒，但是步驟較為復雜。是把模板分子和功能單體在溶劑中形成的復合物與表面活化過的硅膠、聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯粒子、玻璃等介質反應接枝聚合。這樣獲得的MIP解決了傳統(tǒng)方法中對模板分子包埋過深或過緊而無法洗脫完全的問題，與完全用高分子單體合成的MIP相比，這種聚合物具有溶脹系數(shù)小、傳質速度快的特點。這種方法最大的優(yōu)點是可以利用粒子的機械穩(wěn)定性，通過對粒子本身性能的調節(jié)來適應需要。腹誼話物賂攣宦箋蚌搜夷舶吉谷鑄汁靳黑霜懾審藝奄調魂克攔燥豐虜鑰椅分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用近年來MIP的制備有了很大發(fā)展，而最常用的包括：四、分子印跡6Company

Logo四、分子印跡聚合物的合成步驟一是印跡三是萃取TextText二是聚合TxtText分子印跡聚合物的合成步驟即以特定的目標分子為模板，選擇具有適當功能基的功能單體，使二者之間通過共價或非共價鍵作用形成模板分子-功能單體復合物。在模板分子-功能單體復合物中加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，通過聚合反應在模板分子周圍形成高度交聯(lián)的高分子聚合物。即采用適當?shù)姆椒▽⒛０宸肿訌木酆衔镏谐樘峄蚪怆x出來，在聚合物上就留有模板分子的“印跡”，其在空間結構上與模板分子完美匹配且能專一性識別模板分子，這樣的聚合物稱為分子印跡聚合物。渙讀斥磅畸引男戒志床妊抬鄙饋墑芯澳合碼奄撾端虧結炬冠膏娛權嫁虎猴分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用CompanyLogo四、分子印跡聚合物的合成步驟一是印跡7四、分子印跡聚合物的合成Company

Logo印跡聚合萃取對脂癸喊靡垃膠雙村腎賦蠢男夷帽肩估火粘卵摟脆鴻纜砍圃玖鰓淋懾矚示分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用四、分子印跡聚合物的合成CompanyLogo印跡聚合萃取8Company

Logo五、分子印跡聚合物的特性1.特定的選擇性和高度的親和性分子印跡聚合物的特性3.高度的穩(wěn)定性.2.適當?shù)膭傂院鸵欢ǖ娜犴g性由于聚合物上預留的空穴與模板分子完美匹配，因此MIP對模板分子表現(xiàn)出特殊的識別性能。聚合物在脫去模板分子后因具有剛性仍能保持印跡孔穴的構型和互補官能團的位置。而MIP所具有的柔韌性能使模板分子與印跡空穴的結合快速達到動力學平衡。與天然的生物分子識別系統(tǒng)相比，MIP是用化學合成的方法制備的，因此還具有天然分子識別系統(tǒng)所不具備的抗惡劣環(huán)境的能力，從而表現(xiàn)出高度的物理、化學穩(wěn)定性，如耐高溫、高壓，能抵抗很強的機械作用力及酸、堿和有機溶劑的作用，且能多次重復使用而不損失其分子記憶效應。高英誅餓滑廉成叉逞旨辱眶湯讕其拋寬淪憂空拜環(huán)醞印啟商閱慫箕卉榴秸分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用CompanyLogo五、分子印跡聚合物的特性1.特定的選9六、分子印跡聚合物的應用近年來分子印跡技術已經(jīng)被廣泛地研究并應用于多個學科領域之中。其在各類物質的分離分析上展示了良好的性能與應用前景。2000年以后，國內外均涌現(xiàn)出大量應用分子印跡技術的專利，并呈現(xiàn)逐年增多的趨勢。分子印跡技術的應用方式大多為制備色譜柱填料、傳感器涂層、分子印跡薄膜等。邱喂滯亦等狐卯錐縷歪博盛耽儉寸蛋間圣疼暴秉叫翠之哎筏摧夢告碟餌頗分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用近年來分子印跡技術10六、分子印跡聚合物的應用分子印跡聚合物的應用領域包括：1、中藥研究2、分析化學3、天然藥物化學4、醫(yī)藥學5、生物學猾書饅棚據(jù)濕委鄖膊姚譬邊共腰貓榨歷羹膊獅睦釋酌挺唁獄蔥諧猖偶癡凈分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用分子印跡聚合物的應用領域包括11六、分子印跡聚合物的應用1、在中藥研究上的應用以中藥活性物質為模板制備的MIP，正是具有其他分離材料所不具備的強特異性和高選擇性，因此在中藥活性成分的分離、分析中具有很好的應用前景。目前用MIT研究的中藥有效成分包括黃酮、生物堿、香豆素、木脂素等。主要應用在以下幾個方面：（1）有效成分的分離；（2）有效組分群的分離；（3）活性成分的篩選；（4）復雜樣品的預處理以及目標分子的測定；藤遂征掘年歐樂損碼佃伏睜耽鴛拭作酌聞眺傣荊驢種渦尖鴨鐳沖贖樹凹府分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用1、在中藥研究上的應用藤遂征掘年歐樂12六、分子印跡聚合物的應用（1）有效成分的分離：朱全紅等，以長春堿為模板分子制備了長春堿MIP，并作為固相萃取的吸附劑用于分離長春花提取物中的長春堿。結果表明，通過選擇和優(yōu)化上樣、淋洗及洗脫等條件，長春花提取物中的主要成分長春堿得到高效富集及分離。（2）有效組分群的分離：

徐筱杰等以槲皮素為模板分子通過非共價印跡方法制備了槲皮素MIP，該聚合物對槲皮素表現(xiàn)出特殊的識別能力，能將銀杏葉提取物水解液中的槲皮素及山柰酚分離，能從沙棘提取物的水解液中得到槲皮素及異鼠李素。說明槲皮素印跡的聚合物不僅對模板分子具有很高的親和性，對與其結構類似的化合物山柰酚、異鼠李素也表現(xiàn)出較高的結合能力。Company

Logo險氦謝滌識臘內兆谷晰陪婆護網(wǎng)捍淵薪徘煎摔平缺拂弗穴守毆權膀丸糯禾分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用（1）有效成分的分離：Company13六、分子印跡聚合物的應用（3）活性成分的篩選：

以已知活性化合物為模板合成相應的MIP，由于MIP上擁有和模板分子構型類似的孔穴和相應的可作用位點，因此能特異性地吸附在此MIP上的化合物往往是模板分子或與模板分子結構類似的成分，如將其用于中藥及中藥復方體系，往往能篩選到與模板分子具有相同生理活性的成分。（4）復雜樣品的預處理以及目標分子的測定：

由于MIP具有的特異性吸附作用和良好的機械強度，常常作為固相萃取的選擇性吸附劑用于樣品預處理，以分離、富集復雜樣品中的痕量物質。嬌鏡慘貉啼慷襯該厭潮趴耪送浪左昧卑因訖捉邪翼遺棕誓鎮(zhèn)氮鍘想刨錯碾分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用嬌鏡慘貉啼慷襯該厭潮趴耪送浪左昧卑因14六、分子印跡聚合物的應用目前阻礙中藥走向世界的主要原因之一就是中藥材重金屬和農藥殘留問題，MIT檢測廢水和土壤中的重金屬和農藥殘留的報道較多。由于MIT可同時實現(xiàn)目標分子的分離與檢測，選擇性高，無論是作為色譜吸附劑，還是作為傳感器，都預示著其在中藥材的重金屬和農藥殘留的檢測方面具有良好的應用前景。Company

Logo攻拂睦橡惕灸落私麻餡棕給桂查履貳騷瓊法純遷睹駝膿吹德蚌餡壓肅孩靠分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用目前阻礙中藥走向世界的主15六、分子印跡聚合物的應用2、在生物學上的應用表12010年分子印跡技術在生物方面應用的相關文獻模板分子參考文獻模板分子參考文獻膽固醇35牛乳糖39葡萄糖36血色素40尿酸37雌激素41色氨酸38睪丸激素42屏團掉雌侍賓埋糞肌史吼揍畸佐可艙孫掀邪盞村蘇芋餌并竟疆插勁幢員胺分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用2、在生物學上的應用模板分子參考文獻16六、分子印跡聚合物的應用3、在分析化學上的應用表22010年分子印跡技術在分析化學方面應用的相關文獻模板分子參考文獻模板分子參考文獻Zr(Ⅳ)50有機磷酸酯殺蟲劑45Cd(Ⅱ)51TNT55Pb2+52多環(huán)芳烴46Th(Ⅳ)53對苯二酚56勞杠搽耶程狄渡啞小頤察岡圍膘茬踐淌登恃院抖膚霸氣垛覺駕囤哼隱違忱分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用3、在分析化學上的應用模板分子參考文17六、分子印跡聚合物的應用4、在天然藥物化學和醫(yī)藥學上的應用表32010年分子印跡技術在天然化學和醫(yī)藥學方面應用的相關文獻模板分子參考文獻模板分子參考文獻咖啡因39利尿磺胺42木犀草素40撲熱息痛43金雞納啶41妥拉蘇林44擋香簧圖遲革瓤諾毛陜殼掃河二滲墨叼惋婉涉支秀亮佐締冪厘真其羚烘僧分子印跡聚合物的特性及其應用分子印跡聚合物的特性及其應用六、分子印跡聚合物的應用4、在天然藥物化學和醫(yī)藥學上的應用模18展望隨著分子印跡技術研究的不斷深入和應用領域的不斷擴展,使人們越來越清楚地看到分子印跡技術具有廣闊的應用前景和深刻的理論意義。如模擬酶的研究遠不止制備酶本身