分子印记技术.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,L/O/G/O,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,YOUR SITE HERE,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,LOGO,分子印迹技术,分子印迹技术,分子印迹技术的概况,1,分子印迹技术的原理,2,分子印迹聚合物的制备,3,分子印迹技术的应用,4,1.分子印迹的概况,1.1 概述,分子印迹技术(Molecular Imprinting Technology,MIT)是模拟自然界所存在的分子识别作用,如,酶与底物,、抗体与抗原等,以目标分子为模板合成具有特殊分子识别功能的印迹高分子聚合物(Molecularly Imprinted Polymer,MIP)的技术。,常被形象的描述为制造识别分子,“,钥匙,”,的,“,人工锁,”,技术。,理论基础1940,萌芽时期1949年,形成标志1972年,Pauling 锁匙理论,利用抗原作为模板来制备抗体的空间结合位点理论。,Dickey 专一性吸附,首次提出了“分子印迹”这一概念,Wulff 首次合成MIPs,采用共价结合方式合成MIPs,1.2 发展,SMI,分子印迹协会,成立协会 1997年,2.分子印迹技术的原理,当模板分子（印迹分子）与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用就会被记忆下来，当模板分子除去后，,聚合物,中就形成了与模板分子空间,构型相匹配的具有多重作用点的空穴，,这样的空穴将对模板分子及其类,似物具有选择识别特性。,3.分子印迹聚合物的制备,制备MIPs的过程一般包括：,（1）选定印,迹,分子和单体，让,它,们之间充分作用,（2）在印,迹,分子周围发生聚合反应,（3）将印迹分子从聚合物中抽提出去,3.1 制备原理,制备MIPs的过程,模板,功能单体,功能单体,MIPs的特性,(1)构效预定性,(2)特殊识别性,(3)机械、物理化学性质稳定,MIPs,交联剂,溶剂,3.2 制备材料,功能单体的选择：,与模板分子成键；与交联剂作用,丙烯酸,甲基丙烯酸,羧酸类：,杂环弱碱类：,乙烯基吡啶,乙烯基咪唑,交联剂：,作用是固定客体的键合点使之固定的处于期望的结构中，使带有印迹的高聚物在溶剂中不能溶解，有利于其实际应用。,有机溶剂中最常用：,乙二醇双甲基丙烯酸,(EDMA),二乙烯基苯,（DVB）,水相中最常用：,N,N,-亚甲基双丙烯酰胺,（MBA）,溶剂：,溶剂应能溶解聚合反应中的所有试剂。另外溶剂还有两个作用：,（,1,）,控制着非共价键结合的强度，为印迹高聚物提供多孔结构促进客体键合速度；,（,2,）,能分散聚合过程中产生的热量,最常用：,甲苯,二氯甲烷,3.3 制备方法的分类,依据功能单体和模板形成的加成物性质，分子印迹法可以分为两种：,共价印迹法和非共价印迹法,共价印迹法（预组织法）,第一步：功能单体和模板通过,共价键,相互联结；,第二步：该共价联结产物可在保持共价联结不变的情况 下，进行聚合反应；,第三步：聚合后，上述共价联结可以通过分解反应去除模板。,例：,4-乙烯基苯基硼酸酯为功能单体的吡喃甘露糖苷的共价印迹结构,非共价印迹法（自组织法）,功能单体和模板之间通过非共价键（如氢键，静电相互作用以及配位键的生成等）相互作用形成聚合物。,第一步：加成物简单地通过引入模板分子到反应混合,物中而就地获得；,第二步：功能单体和模板通过非共价键作用形成聚合物；,第三步：用适当溶剂将模板分子去除,例：,氢键、静电相互作用、配位键等,通过非共价键将印迹分子固定。,洗脱后留下的空腔有特定选择性,共价印迹法和非共价印迹法优缺点,共价印迹,非共价印迹,分子印迹过程是明确而清晰的,共价连接相当稳定，可在较宽条件下聚合,不必合成单体-模板配合物；,可在温和的条件下将模板去除；,客体的结合和释出速度很快,单体-模板配合物合成较困难,可以采用可逆共价联结的体系有限,印迹效果变差,分子印迹不够清晰,常会出现非特征的结合点，使体系结合底物的能力降低。,优点,缺点,4.分子印迹技术的应用,4.1 在传感器中的应用,传感器由识别元件和信号转换器组成,通常MIPs被制成膜或是可填柱的多孔珠,作为传感器设备的识别元件被固定在传感器与待测物的界面。,当MIPs与模板分子结合时,产生一个物理或化学信号,转换器将此信号转换成一个可定量的输出信号,通过监测输出信号实现对待测分子的实时测定。,功能,单体：,以,掺杂氧化石墨烯,和,石墨烯的壳聚糖,模板分子,：,尿酸,采用,恒电位技术,于玻碳电极表面制备,氧化石墨烯-壳聚糖,和,石墨烯-壳聚糖的分子印迹电化学传感器,；同时，利用电化学与波谱技术研究了不同石墨烯掺杂对制备出的传感器灵敏度的影响。,孙兆辉,研究：,研究比较热的一类改性类型-磁性壳聚糖,例如,：,肖玲将,壳聚糖,与自制的,纳米四氧化三铁,反应,。,加入,一定量的铜盐使其与壳聚糖络合,交联,剂：,环氧氯丙烷,脱去模板离子：,酸洗脱铜离子,表面印迹的纳米磁性壳聚糖,研究结果显示,，,用硝酸铜印迹制备的表面印迹纳米磁性壳聚糖吸附剂平均粒径为25nm，饱和磁化强度为98.56emu/g，壳聚糖质量分数为 18.7%，,吸附剂吸附容量大，吸附速度快。,Biosensor(生物传感器)for the determination of sorbitol(山梨醇)based on molecularly imprinted electrosynthesized polymers,Biosensors and Bioelectronics 19(2004)15131519,石英晶体微天平,例：,4.2 在色谱分离中的应用,分子印迹在色谱分离技术中主要是用MIPs作为色谱分离的固定相,以建立SPE、HPLC或毛细管电泳分析法进行手性物质的分离,也可以用于样品的预处理。,Anal.Chem.2000,72,4122-4126,环境废水中4-硝基苯酚的固相萃取,例：,SPE with the 4-NP-imprinted polymer,4.3 新药的开发,Advanced Drug Delivery Reviews 57(2005)1854 1874,例：,Molecularly imprinted polymers in the drug discovery process,If the MIP is a reasonable approximation of the biological receptor then products formed inside the MIP cavity will have shape and disposition of functionality which may enable the products to bind with,and even inhibit,the receptor.,壳聚糖在分子印迹技术中的应用,1.,不经任何修饰的壳聚糖作为功能单体,洪英以 Zn,2+,作为模板,壳聚糖为功能单体，加入分散剂石蜡，预交联剂甲醛，交联剂环氧氯丙烷,制得特性壳聚糖印迹聚合物，用 X 射线衍射仪表征了聚合物的结构,考察了聚合物用量、温度等对Zn,2+,吸附的影响，研究了印迹聚合物对Zn,2+,的吸附动力学、等温吸附特性。结果表明，印迹,聚合物合成过程中打破了壳聚糖原有晶体的规整性，增加了大量的配位基团，使聚合物的吸附容量大大增加，同时聚合物对Zn,2+,有很好的选择吸附性。,谢谢,