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user: 2. 分子印迹聚合物制备 2.1. 本体聚合 在不添加溶剂和分散剂的条件下，加入合适比例的功能单体和印迹分子，让他们在交联剂或者紫外光、辐射、热作用下进行聚合，形成内部包裹着模板分子的聚合物，可依据所需的粒径要求对聚合物进行筛选和一定的粉碎操作，可到一定粒径范围内的聚合物。最后使用乙酸等物质进行洗脱操作，除掉内部残留的模板分子，最终可得到特异性识别靶物质的分子印迹聚合物(MIP)，这种制作方法叫做本体聚合法。大多数分子印迹聚合物的制备都采用这种方法制取，随后根据需求经过后期处理得可到粒径合适的聚合物。这种方法有很多优点，例如其聚合条件简单，可以在液态、气态以及固态情况下进行反应，且其制备出的聚合物吸附性能较好。尽管原位聚合的操作较简单，但是这种制备方法也有缺点，例如产物可能出现粒度不均匀不规则的情况，也可能会出现结合基团不完整，去除模板较困难等情况。 Mohajeri等 [ 1 ] 通过本体聚合和沉淀聚合两种方法制备了两款氯氮平(CLZ)印迹聚合物。选用甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)作交联剂。测试了在沉淀法中获得的印迹(P-MIP)和非印迹(P-NIP)颗粒的平均直径和粒度分布。选用分批进行吸附试验，实验数据可以表征CLZ-聚合物的相互作用，后面又使用Scatchard分析计算出解离常数(KD)和其最大的结合位点(Bmax)。为了评估聚合物的识别性质，还研究了苯妥英(PTN)与每种聚合物的结合，并与CLZ进行了比较。最终发现在合成均匀尺寸的微米和亚微米印迹聚合物颗粒方面，沉淀聚合更方便，更有效且可再现性强。 Ji等 [ 2 ] 采用本体聚合法制备了一种分子印迹聚合物，傅里叶变换红外光谱证实了其还具备亲水性。该聚合物对五种环烯醚萜苷(Iridoids Glycoside)具有高选择性和特异性，将其用于固相萃取分析，回收率较高，并且能高效消除周围的干扰。并且上述研究者的后续文献对本体聚合法制备MIP的方法也作了一定的评述。 Ma等 [ 3 ] 在相似的反应条件下，通过可逆加成-断裂链转移的新型本体聚合法(RAFTBP)和传统本体聚合法(TRBP)分别制备了双酚A和普萘洛尔印迹聚合物，并比较了它们的平衡结合特性。系统地表征了所得分子印迹聚合物(MIP)的化学组成、比表面积、平衡结合和选择性被。实验结果表明，通过RAFTBP可以很容易地制备具有分子印迹效应和具备较好动力学状态的MIP，但与通过TRBP制备的那些相比，它们没有显示出改善的模板结合特性，这可能归因于RAFTBP期间发生快速凝胶化。这里证实了一个理论，受控自由基聚合(CRP)在分子印迹中的应用并不总是有益于所得MIP的结合性质，其对于合理使用CRP以产生具有改善性质的MIP具有重要意义。 Guo等 [ 4 ] 以2-甲基-5-硝基咪唑(NMZs)为模板分子，功能单体选用甲基丙烯酸，交联剂选择乙二醇二甲基丙烯酸酯，用本体聚合方法制备合成了NMZs分子印迹聚合物，将它应用于固相萃取过程，发现所得的分子印迹聚合物和模板分子具有很强的亲和力，其选择吸附性能和重复利用性能都良好。 2.2. 乳液聚合 乳液聚合过程是将水作为溶剂，然后将不溶于水的模板分子、交联剂和功能单体均匀的分散于有机溶剂中，随后将有机相加入水中，在少量乳化剂作用下分解成乳状液，其中大部分的乳化剂和微量的单体会作用形成胶束相，于是聚合反应体系由此形成。随着反应的进行，单体中含有的自由基将进入胶束中，后续会进行链不断增长的变化，于是内部将形成包含模板分子的乳胶粒，最终通过洗脱，产生特异性识别的孔隙，即合成了对应的分子印迹聚合物。 通过乳液聚合得到的聚合物，粒径普遍均一且合适，而且后期不需要过于繁杂的处理，所得到的产物利用率及特异性吸附性能都很可观。更重要的是，在此聚合过程中，反应物的聚合速度较快，传热等温度条件都比较容易控制，还可以在低温状态下印迹某些水溶性分子。但是也有其难以避免的缺陷，例如合成后，产物中可能还残留部分乳化剂等，会因此影响纯度，所以需要选用特定溶剂进行破乳操作，工艺实施起来较复杂。 Curcio等 [ 5 ] 发现了一种结合半共价法和液聚合技术的新型表面印迹技术。该工艺已成功应用于葡萄糖表面压印纳米颗粒的制备。通过红外光谱、透射电镜和BET分析，对吡喃葡萄糖苷选择性人工受体进行了全面的表征，并通过分批结合实验对其分子识别能力进行了研究，准确测定了葡萄糖分子印迹聚合物的分子亲和力和选择性。这些特性对于验证所开发的表面压印工艺的效率至关重要。后来发现，与采用本体聚合技术制备的聚合物相比，使用优化的乳液聚合制备的葡萄糖印迹聚合物与吡喃葡萄糖苷模板的结合和平衡动力学非常快。还证明了葡萄糖分子印迹聚合物(MIP)相对于其他吡喃糖衍生物，如半乳糖对其原始模板就具有很好的选择性。 Zhu等 [ 6 ] 采用皮克林乳液聚合法制备了一种对高效氯氟氰菊酯具有良好的选择识别性能的磁性分子印迹微球。模板分子：高效氯氟氰菊酯(LC)、功能单体和作为磁性载体的疏水性Fe 3 O 4 纳米粒子都分散在油相中，利用分散在水相中的改性酵母作为稳定剂，建立起了稳定的水包油乳液，并对功能性交联单体进行热引发自由基聚合，实现聚合过程。表征结果表明，成功地制备了皮克林乳液聚合法制备出了特定分子印迹聚合物微球。该聚合物具有较可观的热稳定性(低于200摄氏度)、磁灵敏度和磁稳定性(在2.0~8.0的pH范围内)。然后，用该聚合物作为吸附剂对液相色谱进行选择性识别实验，数据显示等温线模型对实验数据有很好的拟合，表明了对液相色谱较好的单层分子吸附。利用拟二阶动力学模型对吸附的数据进行了描述，后续又进行了选择性研究结果表明，证实了聚合物的LC具有很好的选择识别能力。最终通过超过三次的重复性吸附-解吸实验步骤，很好地证明了吸附剂还具有良好的再生性能。 Zhou等 [ 7 ] 采用皮克林乳液聚合合成分子印迹聚合物，用于在水性条件下选择性识别17-β-雌二醇。扫描电子显微镜分析表明，印迹聚合物珠粒具有微小粒径，且尺寸分布窄(18.9 ± 2.3 μm)。在该研究中实现的粒度减小归因于皮克林乳液中使用的稳定纳米颗粒极性发生改变。印迹聚合物可直接用于水环境处理中，用作亲和吸附剂，因为其对模板分子及其结构类似物可以显示出较高的结合亲和力，可用于分析和索取水样本中的低丰度类固醇化合物。 Chen等 [ 8 ] 在研究中提出了一种快速简便的乳液聚合法制备分子印迹聚合物(MIPs)的理论。通过微波加热加速聚合过程，大大缩短了反应时间。最终获得的MIP是球形的并且表现出均匀的形态。并将这款对氟苯尼考具备较高亲和力和选择性的MIP成功应用于固相萃取材料，提取和净化牛奶中的氟苯尼考，然后进行液相色谱-串联质谱(LC-MS)分析。最后评估了影响提取和LC-MS分析性能的参数。 2.3. 悬浮聚合 悬浮聚合法作为常见的制备分子印迹聚合物的方法，其反应体系包含不溶于水的功能单体、分散剂、模板分子、引发剂和催化剂等。首先将模板分子和功能单体的混合液投入水中，进搅拌使进行磁力搅拌使其中的大液滴变为小液滴，在这个过程中催化剂和引发剂也都可以溶解于小液滴中。接着在一定温度下，通过引发单体的可反应自由基，完成交联聚合过程，最终得到包含着模板分子的聚合物。后续经过离心、洗脱等候处理得到含有目标靶物特定孔隙和结合位点的MIP。单步溶胀悬浮法、多步溶胀悬浮法、种子溶胀悬浮法等都是常见的悬浮聚合方法。但是也有其制备缺点，由于聚合过程中的悬浮液可能会对分子的印迹过程造成干扰，所以悬浮聚合制备的MIP选择性能会有所降低。 Wang等 [ 9 ] 以甲基丙烯酸乙烯基三乙氧基硅烷(MAA-VTES)为原料，采用悬浮聚合法制备合成分子印迹微球。得到的产物对氟喹诺酮类化合物(FQ)具有良好的识别和选择性，并成功地应用于国产小型固相萃取装置的选择性吸附剂中，以测定氧氟沙星(OFL)、洛美沙星(Lomeflox)。还将其用来制备固相萃取装置，可用于乳样品中氟含量的测定。 张洪刚等 [ 10 ] 选用二甲基苯胺和苯胺两种物质作为模板分子、甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TRIM)作为交联单体、Fe 3 O 4 为磁性组分，通过悬浮聚合法制备MIPs。后续对MIPs进行了形貌表征，还对其选择吸附性能进行观察，得到了较为理想的结果。结果表明，分子印迹聚合物保持了磁性，且改性Fe 3 O 4 微粒均匀分散于在MIP中，但是其饱和磁化有所减弱。并且发现将制备的MIP置于在乙醇水溶液中，数据显示其对苯胺分子没有选择吸附性，若将介质换为甲苯，却实现了极好的选择吸附性。可见聚合物在水介质中对模板分子的选择吸附性欠佳，在有机介质中有较好的选择吸附性。 Yan等 [ 11 ] 以香兰素为模板分子，通过悬浮聚合法合成了MIPs，体系中选用二甲基丙烯酸乙二醇酯作为交联剂，甲基丙烯酸作功能单体。研究得到的产物粒径均匀且较小，极限吸附率很高。通过扫描电子显微镜分析表明，MIPs可以选择性分离目标物。后续以二硫代苯甲酸苄酯为引发剂，采用RAFT技术又合成了MIPS。结果表明，与悬浮聚合法制备的聚合物相比，具有更小的粒径、更高的分子吸附率和更大的结合特异性。 2.4. 沉淀聚合 沉淀聚合的制备是在非均相溶剂下进行，和本体聚合的过程类似。但是沉淀聚合与本体聚合相比而言，不需要在反应体系中添加稳定剂(或者表面活性剂等)，且其溶剂的适用范围较广，操作简易，且最终制备的聚合物微球分散性较好，尺寸也较匀一。但是沉淀聚合得到的微球，由于其颗粒太小，都是纳米级别，所以不能用作液相色谱测试的固定相。但沉淀聚合及本体聚合都是当今制备分子印迹聚合物的常用方法。 Suwanwong等 [ 12 ] 采取本体聚合、悬浮聚合和沉淀聚合三种不同的聚合方法合成姜黄素分子印迹聚合物(Cur-MIP)，得到了形状不规则的颗粒、微球和纳米级微球，并探究了聚合方法对姜黄素印迹性能的影响。同样通过扫描电镜和红外光谱进行表征，还借助平衡分析评价了印迹聚合物的结合性能，最后用两种姜黄素类似物研究了其结合选择性。结果表明，沉淀聚合可以获得最高的比吸附能力。在选择性测试中，甲基丙烯酸沉淀聚合制备的Cur-MIP对姜黄素的选择性最高。结果表明，以甲基丙烯酸为功能单体的沉淀聚合法适合于Cur-MIP的合成，可作为姜黄素提取的一种有前途的工具。 李璐等 [ 13 ] 利用沉淀聚合方法合成了氯霉素分子印迹聚合物，对聚合物产物的吸附性能和特异性进行了分析和分析。实验选用的功能单体是α-甲基丙烯酸，交联剂选用乙二醇二甲基丙烯酸酯，并且通过前期实验确定了二者的最佳配比。最后实验结果当显示模板分子、功能单体、交联剂三者配比为1:3:24时，制得的聚合物吸附量最大，且沉淀聚合方法操作简单，有不错的应用前景。 Fan等 [ 14 ] 采用沉淀聚合法制得了尺寸分布均匀的辛弗林分子印迹聚合物微粒(MIP)。数据证明模板分子、功能单体、交联剂及致孔溶剂的配比都会影响聚合物粒径的分布以及其形貌。后续通过动力学模型证明了其较好的吸附性能。其独特的选择性也在后面的选择性实验中被证实对比沉淀聚合和本体聚合得到的产物，明显证实沉淀聚合法合成的俱黑具有更高更好的选择吸附性能。且由于这种制备方法不需要进行研磨操作，省时方便，某种程度上优于其他工艺，适合扩大化生产。 2.5. 表面修饰 表面修饰是对粒子表面进行修饰或对硅胶等载体表面进行活化的处理，使它们表面具有功能单体的性能或者可以嫁接功能单体，这样才可以在载体表面进行交联聚合反应，后续模板经洗脱，便可获得分子印迹聚合物，其表面具备识别模板分子的特异性结合位点。例如菌丝体、有机的聚合物以及硅胶等拥有与模板作用位点的物质，都可用于表面印迹的载体。传统的分子印迹方法常常因为交联聚合导致识别位点被包裹而印迹效率不高，但表面修饰的方法可以有限延续离子本身优良的性质，比如其较好的稳定性、机械性等，有高的传质效率、快速结合动力学和对目标物的高选择性，还能消除模板洗脱过程比较复杂的问题。 杨眉等 [ 15 ] 以链霉素为模板分子，甲基丙烯酸作功能单体，硅胶为基质，使用硅烷改性剂，通过表面印迹聚合方法制备了链霉素分子印迹聚合物。通过后续的表征和检测，证实了表面印迹层的成功合成，并且通过检测数据证实制备的聚合物对链霉素具有较强的特异吸附特性和选择性。 Xiao等 [ 16 ] 选用左氧氟沙星为靶物质，MAA为功能单体，EGDMA作为交联剂，制备了含有磁性的分子印迹聚合物(MIPs)。通过后续实验发现，所制备的聚合物不仅易于被外磁场分离和收集，而且具有高比表面积和对模板分子的高选择性。此外，还研究了样品的酸碱度、用量、吸附解吸次数和洗脱液等参数，以获得最佳的萃取效率。动态吸附和静态吸附能力研究表明，合成的MCNT@MIPs对左氧氟沙星有很好的识别作用。目前实验制得的聚合物成功地应用于血清样品中左氧氟沙星的富集和测定，表明这种新型聚合物的制备方法可作为选择性和高效提取生物样品中痕量药物的一种很有前景的选择。 Takimoto等 [ 17 ] 通过进行反相乳液聚合法合成了单分散亚毫米大小的微凝胶。微凝胶的大小受油相流速的控制，保持了其单分散性。此外，亚毫米大小的微凝胶利用分子印迹显示出高亲和力和选择性结合。制备出的人血清白蛋白分子印迹微粒，可应用于亲和柱的包装材料，因为可高效去除样品预处理阶段所产生的多余蛋白质。