分子印迹技术在样品前处理中的应用.

分子印迹技术在样品前处理中的应用胡小刚1，2李攻科#11（中山大学化学与化学工程学院，广州510257）2（华南师范大学化学与环境学院，广州510631）摘要分子印迹聚合物具有选择性高、稳定性好及制备简单的特点，可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集，因此在样品前处理中的应用特别引人关注。本文介绍了分子印迹技术的基本原理，综述了分子印迹技术在样品前处理中应用的研究进展。关键词分子印迹，样品前处理，固相萃取，固相微萃取，膜分离，评述2005-12-02收稿；2006-02-12接受本文系广东省自然科学基金（No.031586）和广东省科技厅（No.2003C34503）资助项目1引言复杂基体如生物、医药和环境样品中痕量、超痕量物质分析要依赖高效和高选择性的样品前处理技术。但相对于仪器分析技术的发展，样品前处理技术的进展一直较缓慢。固相萃取（SPE）是70年代中期出现的技术。其萃取机制取决于分析物与固相（填充剂）表面的活性基团之间的分子间作用力。SPE填充剂主要为键合材料，如C8、C18离子交换树脂等，选择性不强，在富集分析物的同时，大量基体和干扰物质也被富集，导致洗脱液中仍含有基体和杂质，干扰最后的色谱分析。近来出现一种利用抗体自身选择性的免疫吸附剂［1］，作为固相萃取材料具有选择性高的优点，但制备复杂、耗时且可供选择的抗体种类少，机械强度和稳定性均较差。1989年Belardi等提出了固相微萃取（SPME）技术，SPME是基于分析物在流动相以及固定在熔融SiO2纤维表面的高分子固定相之间两相分配的原理，实现对样品中的有机分子进行萃取和富集。然后可直接在联用仪器中解吸、进样及分析，使样品预处理过程大为简化，提高了分析速度及灵敏度。与传统的样品前处理技术如液液萃取、索氏提取、SPE相比，克服了需使用大量溶剂和样品、处理时间长、操作繁琐、易产生二次污染及不易在线联用等缺点，在环境、食品、生物以及药物等领域得到了广泛应用。在SPME技术中，纤维涂层的材料是最关键的。但目前商品化的纤维涂层仅有少数几种，并且以非特异性吸附作用为主，选择性不够高，在样品前处理时仍有大量化学、物理性质相近的基体物质同时被富集，处理极性或碱性药物时会遇到较大的困难［2，3］。虽然一些文献报道了新的SPME涂层的研制工作［4～5］，但主要是用于测定挥发或半挥发性的有机环境污染物，急需研制出选择性更高的纤维涂层。分子印迹（MI）技术的发展，可望解决以上问题。分子印迹技术是将要分离的目标分子与功能单体通过共价或非共价作用进行预组装，与交联剂共聚制备得到聚合物。除去目标分子后，聚合物中形成与目标分子空间互补并具有预定的多重作用位点的“空穴”，对目标分子的空间结构具有“记忆”效应，能够高选择性识别复杂样品中的印迹分子。分子印迹聚合物（molecularlyimprintedpolymer，MIP）制备简单，能够反复使用，机械强度较高，稳定性好。因此它非常适合用作SPE的填充剂或SPME的涂层材料来分离富集复杂样品中的分析物，以达到分离净化和富集的目的。MIP作为膜分离的材料可将膜的筛分作用与MIP的高选择性结合在一起，用于样品的富集、回收或去除杂质等。2分子印迹技术的基本原理MIP是以某种化合物分子为模板合成的聚合物，对模板分子具有较高的特异性识别能力，类似于酶-底物的“钥匙-锁”相互作用原理。目前，根据印迹分子与功能单体在聚合过程中相互作用的机理，将分子印迹技术分为共价法与非共价法两种类型。目前各类文献上报道的MIP制备方法基本上是非共价法。在此方法中，印迹分子与功能单体之间通过分子间的非共价作用预先自组装排列，以非共价键形第34卷2006年7月分析化学（FENXIHUAXUE）评述与进展ChineseJournalofAnalyticalChemistry第7期1035～1041成多重作用位点，这种分子间的相互作用通过交联聚合后保留下来。常用的非共价作用有：氢键、静电引力、金属螯合作用、电荷转移、疏水作用以及范德华力等，其中以氢键应用最为广泛［6］。目前，文献报道中制备出的MIP一般均具有较好的物理和化学稳定性：机械强度较高；耐高温、高压；能抵抗酸、碱、高浓度离子及有机溶剂的作用；在很复杂的化学环境中能保持稳定［7］。研究表明，MIP反复使用300次之后印迹能力也未发生衰减［8］；保存八个月之后其性能不发生改变［9］。关于MIP的制备和性能研究，国内外已有较多综述文章详细介绍［10～12］，本文不再详述。3分子印迹固相萃取技术3.1分子印迹固相萃取（molecularlyimprinted-basedSolid-phaseextraction）MIP具有从复杂样品中选择性吸附目标分子或与其结构相近的某一族类合物的能力，非常适合用作固相萃