分子印迹技术在蛋白质分离分析中的研究进展

蛋白质结构复杂,种类多样,与各种生命活动密切相关。大部分蛋白质在生物体中含量极低,对其分析检测带来极大困难。因此实现复杂生物样品中蛋白质的选择性识别与分离,对实现蛋白质的分离分析意义重大。通过分子印迹技术制备的分子印迹聚合物含有与模板分子大小、形状一致,官能团相互匹配的三维印迹空穴,在蛋白质的选择性识别与分离领域显示出了巨大的发展潜力。但是,由于蛋白质具有尺寸较大、构型易变、结构复杂等特点,分子印迹技术在蛋白质印迹中面临着巨大挑战。该文在介绍几种新型分子印迹技术包括表面印迹、抗原决定基印迹和金属螯合物印迹的基础上,综述了近3年分子印迹技术在蛋白质分离分析方面的应用,并对其发展进行了总结与展望。     

蛋白质分子印迹

分子印迹技术是一种新型的高效分离技术，具有空间选择性识别特性。本文介绍了分子印迹技术在蛋白质大分子上的应用和发展，包括蛋白质分子印迹选用的单体和交联剂、印迹方法、印迹机理、蛋白质分子印迹技术的应用以及存在的一些问题。     

分子印迹技术在生化分离分析中的应用

分子印迹聚合物具有高选择性、稳定及实用的特点,在复杂基体中痕量分析物的高选择性分离富集中有着良好的应用前景,近年来在生物样品中的应用尤其引起人们关注.该文分别介绍了分子印迹技术的原理及生物分子印迹聚合物的制备方法,综述了分子印迹技术在氨基酸、生物碱、多肽、蛋白质等生物分离分析中的应用进展.     

表面分子印迹研究进展

表面分子印迹聚合物近年来已在手性分离、固相萃取以及化学仿生传感器等领域展现出良好的应用前景,引起了研究者们的广泛关注。表面分子印迹技术是将分子识别位点设计在载体表面或接近表面的地方,制得的表面分子印迹聚合物与传统的分子印迹聚合物相比,具有目标分子更易接近印迹位点、吸附动力学更快、吸附容量更高等优点。本文简述了表面分子印迹研究的最新进展,根据载体种类及表面修饰方法的不同,分别介绍了以硅材料、磁性材料、碳纳米管、石墨烯等为载体的表面分子印迹技术。     

二维蛋白质分子印迹聚合物*

本文对二维蛋白质分子印迹进行了综述：介绍了二维蛋白分子印迹的基本概念;阐述了常见二维蛋白质分子印迹方法的基本原理,包括表位印迹法、溶胶-凝胶法、射频光电等离子沉积法和Langmuir单层法等;根据二维蛋白分子印迹材料的不同形式,详细叙述了二维蛋白质分子印迹薄膜、核-壳微球、纳米线、Langmuir脂质体单层的制备过程、结合能力、选择识别性能;分析了目前二维蛋白质分子印迹技术存在的一些不足和进一步研究的方向。     

分子印迹整体柱的制备、分类与应用

分子印迹整体柱在分离科学领域获得广泛应用,能够用于萃取分离有机小分子、特异性识别金属离子和蛋白质分离。本文综述了分子印迹整体柱的印迹策略、材料分类与应用,重点介绍了新型的分子印迹整体柱,并从特异性、分离效率、快速检测等方面讨论了分子印迹整体柱目前面临的挑战,展望了其发展前景和方向。     

分子印迹技术在天然产物有效成分分离纯化中的应用

天然产物体系复杂,大分子和小分子、生命和非生命物质共存,多存在结构相近的异构体,且有效成分含量低,采用一般的分离方法富集难度较大。分子印迹技术是制备高选择性分离介质的有效技术手段,分子印迹聚合物(MIP)的选择性强,分离操作简单,在各种分离纯化中展现了良好的应用前景。本文对近年来分子印迹技术在天然产物活性组分(如生物碱、甾体、多元酚、黄酮等)的分离纯化中的应用进行了综述,并介绍了本课题组利用MIP从天然产物中分离纯化莽草酸等活性成分的研究进展。     

分子印迹水相分离技术及其在分析化学中的应用

分子印迹分离技术通过模拟抗体-抗原相互作用原理,专一地与目标分子互补性结合,从而将目标分子与杂质分离,是一种非常具有发展前景的分离技术。传统的分子印迹技术通常是在有机相中制备对印迹分子具有选择性的印迹聚合物,然而分子印迹技术的实际应用环境大多是水相体系。近年来,分子印迹水相分离技术受到了科学工作者的广泛关注。本文分别从以下几个方面总结了分子印迹水相分离技术的最新研究进展:水相中分子印迹聚合物的设计原理与合成方法;印迹聚合物在水相中的作用机制;印迹水相分离技术在分析化学中的应用。最后讨论了该项技术现存的问题,并对其未来发展进行了展望。     

表面印迹制备牛血红蛋白分子印迹聚苯乙烯磁性纳米球

本工作将磁性纳米材料与分子印迹技术结合,以牛血红蛋白为模板分子,3-氨基苯硼酸为功能单体和交联剂,Fe3O4磁性纳米粒子为核,采用表面分子印迹技术,制备具有多层核。壳结构的蛋白质分子印迹聚苯乙烯磁性纳米球．用扫描透射电镜、X射线衍射仪、热重分析仪、磁强振动计研究了制备的蛋白质分子印迹磁性纳米球的表面形貌、粒径大小、多层结构和磁性能．吸附结合实验表明,表面为聚3-氨基苯硼酸分子印迹膜的磁性纳米球对模板蛋白牛血红蛋白具有动力学吸附速度快,特异性吸附选择性高的优点,同时具有在外加磁场下快速分离的特性,可应用于蛋白质分子的选择性分离和富集目标蛋白．     

表面分子印迹材料的制备及在生物分子分离分析中的应用

表面分子印迹技术是一种新型的分子印迹技术,其解决了传统印迹方法得到的印迹聚合物模板结合位点少、洗脱困难、色谱性能和机械性能差等问题。表面分子印迹聚合物(SMIPs)以其稳定性好、特异性高及实用性强的特点,近年来在生物分子分离分析中的应用引起人们的关注。本文介绍了SMIPs的制备方法,比较了不同方法的优缺点,并对其在生物大分子、生物小分子及微生物分子分离分析中的应用进行了综述。     

Molecular Imprinting Fibrous Membranes of Poly（ acrylonitrile-co-acrylic acid） Prepared by Electrospinning

Introduction Overthepastfewdecades,molecularimprinting hasbeendescribedasatechnologyforpreparing“mo leculardoors”whichcanbematchedto“template keys”.Ithasbeenfoundtobeasimpleandeffective approachtointroducespecificrecognitionsitesintosyn theticpolymers…     

Molecular imprinting of proteins emerging as a tool for protein recognition

This article gives the recent developments in molecular imprinting for proteins. Currently bio-macromolecules such as antibodies and enzymes are mainly employed for protein recognition purposes. However, such bio-macromolecules are sometimes difficult to find and/or produce, therefore, receptor-like synthetic materials such as protein-imprinted polymers have been intensively studied as substitutes for natural receptors. Recent advances in protein imprinting shown here demonstrate the possibility of this technique as a future technology of protein recognition.     

绿色分子印迹技术简论

解析了绿色分子印迹技术(GMIT)的概念;结合水相和其他新型分子印迹技术、聚合物辅助设计及新型原材料的发展,简要阐述GMIT的发展动向.指出在绿色化学日益深入人心的今天,有必要深入探索和发展绿色分子印迹技术,从而拓展分子印迹技术研究领域、促进绿色化学的发展.     

分子印迹聚合物传感器研究

分子印迹聚合物(molecular imprinting polymers,MIPs)是利用分子印迹技术合成的一种交联高聚物.分子印迹技术(molecular imprinting technique,MIT)是在近十几年来才发展起来的一门边缘科学技术.它结合了高分子化学、生物化学等学科,是模拟抗体-抗原相互作用的一种新技术,具有选择性识别位点的性质,作为传感器的理想敏感材料的制备方法日益受到研究者们的重视.本文综述了分子印迹技术的原理和分子印迹聚合物的制备方法,及其应用于传感器敏感材料的研究现状,并展望了其发展前景.     

分子烙印传感器的研究进展

分子烙印技术是制备具有选择性分子识别能力的聚合物的新兴技术,其应用之一是将分子烙印聚合物用作分析化学中化学传感器的识别元件。本文综述了分子烙印技术的原理方法及其在传感器方面的应用,评述了分子烙印传感器的发展方向,展望了其在有机磷化合物检测中的应用前景。     

基于N-异丙基丙烯酰胺的温敏型分子印迹聚合物

温敏型分子印迹技术是近几年来分子印迹技术新的发展。温敏型分子印迹聚合物以低交联度为特征,对模板分子的吸附容量和选择性随温度变化而改变。本文总结并评述了基于N-异丙基丙烯酰胺的温敏型MIP分子印迹聚合物及其制备方法,指出了温敏型分子印迹技术发展中需要解决的问题。     

The effectively specific recognition of bovine serum albumin imprinted silica nanoparticles by utilizing a macromolecularly functional monomer to stabilize and imprint template

Structural stability of the template is one of the most important considerations during the preparation of protein imprinting technology. To address this limitation, we propose a novel and versatile strategy of utilizing macromolecularly functional monomers to imprint biomacromolecules. Results from circular dichroism and synchronous fluorescence experiments reflect the macromolecularly functional monomers tendency to interact with the protein surface instead of permeating it and destroying the hydrogen bonds that maintain the protein’s structural stability, therefore stabilizing the template protein structure during the preparation of imprinted polymers. The imprinted polymers composed of macromolecularly functional monomers or their equivalent micromolecularly functional monomers over silica nanoparticles were characterized and carried out in batch rebinding test and competitive adsorption experiments. In batch rebinding test, the imprinted particles prepared with macromolecularly functional monomers exhibited an imprinting factor of 5.8 compared to those prepared by micromolecularly functional monomers with the imprinting factor of 3.4. The selective and competitive adsorption experiments also demonstrated the imprinted particles made by macromolecularly functional monomers possessed much better selectivity and specific recognition ability for template protein. Therefore, using macromolecularly functional monomers to imprint may overcome the mutability of biomacromolecule typically observed during the preparation of imprinted polymers, and thus promote the further development of imprinting technology.     

Capturing molecules with templated materials--analysis and rational design of molecularly imprinted polymers

The creation of synthetic tailor-made receptors capable of recognizing desired molecular targets with high affinity and selectivity is a persistent long-term goal for researchers in the fields of chemical, biological, and pharmaceutical research. Compared to biomacromolecular receptors, these synthetic receptors promise simplified production and processing, less costs, and more robust receptor architectures. During recent decades, molecularly imprinted polymers (MIPs) are widely considered mimics of natural molecular receptors suitable for a diversity of applications ranging from biomimetic sensors, to separations and biocatalysis.A remaining challenge for the next generation of MIPs is the synthesis of deliberately designed and highly efficient receptor architectures suitable for recognizing biologically relevant molecules, for which natural receptors are either not prevalent, or difficult to isolate and utilize. Hence, this review discusses recent advances in synthetic receptor technology for biomolecules (e.g. drugs, amino acids, steroids, proteins, entire cells, etc.) via molecular imprinting techniques. Surface imprinting methods and epitope imprinting approaches have been introduced for protein recognition at imprinted surfaces. Imprinting techniques in aqueous solution or organic-water co-solvents have been introduced avoiding denaturation of biomolecules during MIP synthesis. In addition, improved bioreactivity of entire enzyme or active site mimics generated by molecular imprinting will be highlighted. Finally, the emerging importance of molecular modeling and molecular dynamics studies detailing the intermolecular interactions between the template species, the porogenic solvent molecules, and the involved monomer and cross-linker in the pre-polymerization solution will be addressed yielding a rational approach toward next-generation MIP technology.     

水相识别分子印迹技术

在各种基于超分子方法的仿生识别体系中,分子印迹聚合物已经证明是一种有潜力的合成受体,受到了广泛的关注。传统的分子印迹技术通常是在有机溶剂中制备对小分子具有选择性的印迹聚合物,而在水相中制备及识别生物大分子的研究仍具有相当的挑战性。从小分子到生物大分子、从有机相到水相,反映了分子印迹技术的发展趋势。本文对最近几年分子印迹在水相制备与识别方面的最新进展进行了总结与评述,探讨了水相识别印迹聚合物的设计策略与制备方法;着重介绍了水相识别技术在固相萃取、色谱固定相、药物控释、中药有效成份提取以及生物分子识别等方面的应用;指出了提高水相识别选择性的途径并对其将来的发展进行了建议与展望。