分子印迹技术.ppt

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1、分子印迹技术分子印迹技术北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 分子印迹技术是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种化学分析技术

2、，通常被人们描述为创造与识别“分子钥匙”的人工“锁”技术。分子模板技术分子模板技术分子识别技术分子识别技术北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室超分子化学和高分子化学是分子印迹技术的重要基础超分子化学和高分子化学是分子印迹技术的重要基础弱相互作用弱相互作用超分子化学超分子化学聚合、交联聚合、交联高分子化学高分子化学北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室分子印迹技术的定义分子印迹技术的定义 分子印迹技术（分子印迹技术（MIT）是指为获得在空间结）是指为获得在空间结构和结合位点上与目标分子（印迹分子）完全构和结合位点上与目标分子（印迹分子）完全匹

3、配的聚合物并将其应用于目标分子（印迹分匹配的聚合物并将其应用于目标分子（印迹分子）特征识别的实验技术。子）特征识别的实验技术。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室大自然中的分子印迹现象大自然中的分子印迹现象l 细胞内受体与激素细胞内受体与激素l 抗体抗体-抗原抗原l 酶酶-底物底物特征相互作用特征相互作用北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室人工的接受体人工的接受体l环糊精环糊精l冠醚冠醚北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展

4、二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展1 1、分子印迹技术最初出现源、分子印迹技术最初出现源于于2020世纪世纪4040年代的免疫学。年代的免疫学。Pauling首次提出抗体形成首次提出抗体形成学说。学说。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实

5、验室二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展2 2、19721972年，年，wulf研究小组首次研究小组首次 成功制备出分子印迹聚合物成功制备出分子印迹聚合物 （MIPs)MIPs)，使，使MITMIT的研究产生的研究产生 了突破性进展。了突破性进展。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室3、1993年，年，Mosbach等人报道了等人报道了有关茶碱分子印迹聚合物的研究，有关茶碱分子印迹聚合物的研究，分子印迹聚合物以其通用性和惊人分子印迹聚合物以其通用性和惊人的立体专一识别性，越来越受到人的立体专一识别性，越来越受到人们的青睐，同时们的青睐，同时非共价

6、型模板聚合非共价型模板聚合物物引起了人们极大的兴趣；引起了人们极大的兴趣；二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室4、目前，该技术已广泛应用于色谱分离、抗体或目前，该技术已广泛应用于色谱分离、抗体或受体模拟、生物传感器以及生物酶模拟和催化合受体模拟、生物传感器以及生物酶模拟和催化合成等诸多领域；全世界至少有包括瑞典、日本、成等诸多领域；全世界至少有包括瑞典、日本、德国、美国、中国在内的德国、美国、中国在内的10多个国家、多个国家、100个以个以上的学术机构和企事业单位在从事这一技术的研上的学术机构和企事业单位在从事

7、这一技术的研究与开发。究与开发。二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室三、分子印迹技术的原理三、分子印迹技术的原

8、理1 1、功能单体通过与模板分子、功能单体通过与模板分子相互作用相互作用聚集在模板分子周聚集在模板分子周围形成某种可逆的复合物；围形成某种可逆的复合物；3 3、将模板分子从高聚、将模板分子从高聚 物中解离出来。物中解离出来。2 2、功能单体与适量交、功能单体与适量交 联剂在致孔剂（联剂在致孔剂（溶溶 剂剂）存在下发生聚）存在下发生聚 合生成交联的刚性合生成交联的刚性 高聚物；高聚物；相互作用：共价或非共价（氢键、相互作用：共价或非共价（氢键、静电作用、疏水作用、配位键等）静电作用、疏水作用、配位键等）北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室 当模板分子当模板分子(印迹分

9、子印迹分子)与功能单体接触时会形与功能单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用会被记忆成多重作用点，通过聚合过程这种作用会被记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与下来，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。择识别特性。三、分子印迹技术的原理三、分子印迹技术的原理北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的

10、产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类共价印迹法共价印迹法非共价印迹法非共价印迹法杂化印迹法杂化印迹法共价建共价建非共价键非共价键（氢键、静电作用、疏水作用）（氢键、静电作用、疏水作用）种类种类功能单体和模板分子间的作用形式功能单体和模板分子间的作用形式北京市植物资源研究开发

11、重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室共价印迹法共价印迹法1、联结：功能单体和模板分子通过、联结：功能单体和模板分子通过共价结合共价结合；2、聚合：联结产物在保持、聚合：联结产物在保持共价联结不变共价联结不变的情况下进行聚合反应；的情况下进行聚合反应；3、分解：聚合后的联结产物通过分解反应（、分解：聚合后的联结产物通过分解反应（共价键断裂共价键断裂）使模板分子从）使模板分子从聚合物中除去，得到聚合物中除去，得到印迹聚合物印迹聚合物；4、联结：印迹聚合物和客体分子相遇，形成、联结：印迹聚合物和客体分子相遇，形成共价联结共价联结。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室

12、非共价印迹法非共价印迹法1、联结：功能单体和模板分子通过、联结：功能单体和模板分子通过非共价非共价的相互作用而结合；的相互作用而结合；2、聚合：联结产物在保持、聚合：联结产物在保持非共价联结不变非共价联结不变的情况下进行聚合反应；的情况下进行聚合反应；3、抽提：聚合后的联结产物在溶剂等的作用下（、抽提：聚合后的联结产物在溶剂等的作用下（非共价键破坏非共价键破坏）使模板）使模板分子从聚合物中除去，得到分子从聚合物中除去，得到印迹聚合物印迹聚合物；4、联结：印迹聚合物和客体分子相遇，重新形成、联结：印迹聚合物和客体分子相遇，重新形成非共价联结非共价联结。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资

13、源研究开发重点实验室杂化印迹法杂化印迹法1、联结：功能单体和模板分子通过、联结：功能单体和模板分子通过共价共价的相互作用而结合；的相互作用而结合；2、聚合：联结产物在保持、聚合：联结产物在保持共价联结不变共价联结不变的情况下进行聚合反应；的情况下进行聚合反应；3、分解：聚合后的联结产物在溶剂等的作用下（、分解：聚合后的联结产物在溶剂等的作用下（共价键断裂共价键断裂）使模板分）使模板分子从聚合物中除去，得到子从聚合物中除去，得到印迹聚合物印迹聚合物；4、联结：印迹聚合物和客体分子相遇，形成、联结：印迹聚合物和客体分子相遇，形成非共价联结非共价联结。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研

14、究开发重点实验室共价印迹法和非共价印迹法的优缺点共价印迹法和非共价印迹法的优缺点共价共价非共价非共价单体单体-模板配合物的合成模板配合物的合成需要需要不需要（易于实现）不需要（易于实现）聚合的条件聚合的条件较自由较自由受限（溶剂）受限（溶剂）制备的成本制备的成本较高较高低低聚合后模板的除去聚合后模板的除去较难较难容易容易客体的键合与释放客体的键合与释放慢慢快快客体结合点的结构客体结合点的结构较清楚（严格性更好）较清楚（严格性更好）较不清楚较不清楚对客体的选择性对客体的选择性很好很好较好较好北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、

15、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤

16、六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么

17、是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室主要内容主要内容一、什么是分子印迹技术一、什么是分子印迹技术 二、分子印迹技术的产生和发展二、分子印迹技术的产生和发展三、分子印迹的基本原理三、分子印迹的基本原理 四、分子印迹的分类四、分子印迹的分类五、分子印迹的步骤

18、五、分子印迹的步骤六、分子印迹技术的特点六、分子印迹技术的特点 七、分子印迹技术的应用七、分子印迹技术的应用八、展望八、展望北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室分子模板技术分子模板技术分子识别技术分子识别技术北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室分子印迹的条件分子印迹的条件l客体的功能残基和接受体间必须互补；客体的功能残基和接受体间必须互补；l接受体和客体的构象自由度应尽可能小；接受体和客体的构象自由度应尽可能小；l化学环境应当是可调的。化学环境应当是可调的。北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室推荐阅读书籍推荐阅读书籍现代化学前沿丛书：分子现代化学前沿丛书：分子印迹学印迹学从基础到应用从基础到应用 小宫山真等小宫山真等 著；吴世康著；吴世康 汪鹏飞汪鹏飞 译译 出版社：化学工业出版社出版社：化学工业出版社，2006高新技术科普丛书（第三高新技术科普丛书（第三批）批）分子印迹技术分子印迹技术 姜忠义姜忠义 吴洪吴洪 编著编著 出版社：化学工业出版社，出版社：化学工业出版社，2003 北京市植物资源研究开发重点实验室北京市植物资源研究开发重点实验室思考题思考题1、