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溶胶凝胶法制备光响应性分子印迹聚合物及其应用研究
一、引言
分子印迹技术(MIPs)是一种特殊的化学传感方式，它通过在聚合物中引入特定的目标分子，从而构建一种可选择性地识别和捕获目标分子的聚合物材料。MIPs作为一种新型的识别和分离材料，已被广泛应用于环境、医药、食品安全和生物监测等领域。
溶胶凝胶法(sol-gelmethod)是一种常用的MIPs制备方法之一。该方法分为溶胶反应和凝胶形成两个阶段。在溶胶反应阶段，一种或多种具有水解活性的有机或无机预聚体与一种或多种具有交联能力的交联体产生水解缩合反应，形成胶体溶胶体系。该体系可以通过溶剂挥发或高温烧结形成凝胶材料。
近年来，人们开始在MIPs中引入光响应性单体，使材料的选择性不仅依赖于分子模板的结构而且可以通过光刺激来控制。这种可以实现可逆光开关行为的光响应性MIPs能够在化学、生物和物理学领域中应用，并且具有更广泛的应用前景。
本篇论文主要介绍溶胶凝胶法制备光响应性MIPs的研究进展，并探讨其在环境污染物检测等领域的应用前景。
二、溶胶凝胶法制备光响应性MIPs的研究进展
1.准备光敏单体
光敏单体是制备光响应性MIPs的关键原料。有关文献报道，主要采用类似N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)的具有温敏性的单体，并在其分子结构中引入光敏基团如Cinnamoyl(CHN)、Azo(AZO)或Spiropyran(SP)等，从而使聚合物材料实现光响应性控制。这些光响应单体可用于产生可控的光敏响应性，当光照在这些单体上时，它们会发生光致异构化或者光致异色作用，使得材料的性质发生改变。
2.选择合适的模板分子
选择合适的分子模板是制备MIPs的重要环节，直接影响到材料的选择性和灵敏性。在有关文献中，采用了多种污染物模板如：苯并芘、萘、对-二氯苯等，这些模板分子能够与光敏单体发生特异性相互作用，从而产生高选择性的聚合物材料。
3.制备光响应性MIPs
制备光响应性MIPs的过程包括溶胶-凝胶制备、MIPs合成和MIPs表征。下面以制备AZO-MIPs为例，简述其制备方法：
溶胶凝胶制备
将铝烯酸异丙酯和甲基三甲氧基硅烷混合溶解在干燥的乙醇中，并将其加热至30℃，然后向其中注入AZO单体，稳定搅拌15min，待其中形成透明均相溶液后，加入预处理好的模板分子继续搅拌获得均匀的溶胶体系。
MIPs合成
将上述制备好的溶胶体系自然干燥或在不同的温度下烘干，使其形成凝胶，然后将凝胶样品放入含甲醇的水中，水与甲醇的混合物可以使凝胶样品上的AZO和模板分子完全脱掉，从而形成具有孔道结构的MIPs。
MIPs表征
通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等测试方法对所制备的AZO-MIPs的形貌、结构、热稳定性和吸附等性质进行了表征。结果表明，AZO-MIPs具有较高的选择性和灵敏性。
三、光响应性MIPs在环境污染物检测等领域的应用前景
随着污染物的不断增加，对于检测污染物的灵敏和选择性要求也越来越高。光响应性MIPs能够通过光刺激来控制材料的选择性，使其具有更加灵活性和可控性，并且具有优异的重复性和稳定性，在环境污染物检测、生物监测、药物分离等领域具有广泛的应用前景。
作为一种新型污染物检测材料，光响应性MIPs在环境监测领域中可以用于检测苯并芘、萘等多种污染物，具有高灵敏度和选择性。在生物监测领域中，光响应性MIPs可以应用于特定物质的检测，如DNA和蛋白质分子的分离和检测。在医药中，光响应性MIPs还可以用于药物的分离和检测。
四、结论
通过回顾溶胶凝胶法制备光响应性MIPs的研究进展，我们可以看到在选择适当的光响应单体、模板分子和优化聚合条件的基础上，通过溶胶凝胶法制备的光响应性MIPs材料具有优异的选择性、灵敏度和稳定性。这些优异的性质使得其在环境污染物检测、生物监测和药物分离等领域具有广泛的应用前景。然而，MIPs材料的合成方法仍存在着一些问题，需要进一步改进和完善。