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MIP制备原理将印迹分子(模板分子)与合适的功能单体混合,并使用交联剂将其聚合,在印迹分子周围形成交联度很高的三维交联的高分子聚合物网络;而后再用适当的方法将印迹的分子去除,最终得到的聚合物即为分子印迹聚合物。根据印迹分子与功能单体的结合方式可以将MIP分为两种基本类型:共价型和非共价型,前者是指单体与印迹分子间在交联聚合前先通过硼酸酯、Schiff碱、酯、缩醛以及缩酮等方式形成牢固的共价键;而在非共价印迹方式中,单体与印迹分子之间是以离子键、氢键、范德华力及疏水作用等非共价形式形成弱相互作用;后者与前者相比:由于单体与印迹分子之间形成的是一种多点协调、强度较弱的相互作用,因此它具有结合容易、解离容易、可逆性好、达到平衡快的优点。
MIP组成功能单体分子印迹中功能单体应能和印迹分子特异性结合,较为常用的为甲基丙烯酸和丙烯酰胺。前者的羧基可以以离子键方式与胺发生作用,也可以以氢键方式与酰胺、羧基发生作用。后者是色谱和电泳中常用的惰性凝胶单体,适于蛋白质的分离纯化。它的酰胺功能团即使在极性溶剂中也可以形成较强的氢键,酰胺基在水溶液中不会离子化,以蛋白质为印迹分子时,蛋白质中的肽键可以和酰胺形成较强的作用力。一些天然的多糖物质如壳聚糖也被用作蛋白质印迹的功能单体,制成的血红蛋白印迹聚合物具有特异性地识别能力。用多种单体来印迹蛋白质可能是一种很有前景的方法,聚合物可以增加识别作用力的种类,从而可以提高对印迹分子的选择性. 交联剂交联剂的作用是原位固定化功能单体,使聚合物形成一定的空间网络结构。模板分子去除后,聚合物仍保留与模板分子互补的三维孔穴,为了保证聚合物的刚性和柔性,针对不同的交联剂其用量不同,其直接关系到最终产物的交联度,对聚合物的性能有深刻的影响。常用的有双甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、环氧氯丙烷等。
引发剂目前的普遍采用引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN),加热60℃引发聚合,对于热不稳定的模板分子可选择低温紫外光(350nm)引发聚合;在最近蛋白质印迹研究中,多采用水溶性的过硫酸盐-四甲基亚乙二胺(TEMED)或亚硫酸氢钠的氧化-还原体系。另外,电聚合方式在电极原位聚合中以其独特优势而备受关注。溶剂分子印迹聚合物合成中,溶剂对模板分子与功能单体之间的作用力影响很大,直接影响到聚合物对模板分子再结合的亲合性和选择性。基本要求是溶剂对模板分子、功能单体等各组分有较好的溶解性,传统常用溶剂有氯仿、乙腈、甲醇与水的混合液等。同时为提高模板分子在聚合物中的传质速度往往在其中加入致孔剂,如甲苯、二甲苯等,以增加聚合物孔径的大小和数量,从而提高响应速度。但考虑到天然的生物分子相互作用:如酶与底物、抗原与抗体、给体与受体等大多是在水环境中进行反应的,因此最近对于生物大分子印迹聚合物的研究均致力于在水溶液中进行。