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分子印迹聚合物整体柱合成、表征及其固相微萃取应用研究
摘要
分子印迹聚合物（Molecularlyimprintedpolymers，MIPs）作为一种特殊的聚合物材料，因其高度选择性和特异性，被广泛应用于生物、化学等领域。本文通过介绍分子印迹聚合物的合成方法和表征技术，详细探讨了其在固相微萃取中的应用。
关键词：分子印迹聚合物，合成，表征，固相微萃取
Abstract
Molecularlyimprintedpolymers(MIPs)havebeenwidelyappliedinbiology,chemistryandotherfieldsduetotheirhighselectivityandspecificity.Inthispaper,weintroducethesynthesismethodsandcharacterizationtechniquesofMIPs,anddiscussedtheirapplicationinsolid-phasemicroextraction.
Keywords:Molecularlyimprintedpolymers,synthesis,characterization,solid-phasemicroextraction
引言
固相微萃取（Solid-phasemicroextraction，SPME）是一种新兴的样品制备和分析技术，目前已广泛用于气相色谱（Gaschromatography，GC）、液相色谱（High-performanceliquidchromatography，HPLC）以及毒理学等领域。该技术在分析中体积小、样品制备简便、灵敏度高等方面具有明显优势，但在分析过程中，选择性和灵敏度仍然存在一定的问题。
MIPs是一类具有高度选择性和特异性的聚合物材料，按照目标分子的模板作用，采用特定的聚合物化学方法，通过合成具有空腔结构的聚合物，可以实现对目标分子的识别和分离。由于其广泛的应用，目前MIPs在化学、生物、环境等领域中已经有了大量的研究，同时在SPME中的应用也变得日益重要。
本文将系统介绍MIPs的整体柱合成、表征及其在SPME中的应用，并探讨MIPs材料在样品制备和分析中的优势和局限性。
1.MIPs整体柱的合成方法
MIPs通过模板分子的印迹作用，形成具有目标分子的空腔结构的高分子导体，使它们能够精确识别目标分子，并具有高度选择性和特异性。MIPs的合成方法可以按照不同的分类，如传统的溶液/溶胶聚合法、油-水二相法、嵌段共聚法、膜技术等，但其核心原理都是类似的，即：选择合适的功能单体和交联剂，在目标分子的作用下进行聚合反应，生成具有目标分子特征结构的聚合物材料。最后，再用适当的溶剂处理去除模板分子，形成具有空腔结构的高分子导体。
整体柱合成方法是MIPs中常用的一种，相对于其他方法，整体柱方法具有快速、高效、易操作和易纯化等特点。整体柱合成通常分为以下几个步骤：
1.1柱填充
在柱体中加入适量的硅胶或硅胶负载材料，经过调整后可以得到合适的孔径，为整体柱生成铝纳米粒子和MIPs提供合适的空间和黏结物质。
1.2模板分子和功能单体的混合
在样品中加入一定量的模板分子和选择的功能单体，将混合物添加到柱中，并缓慢渗透至铝纳米粒子表面。
1.3MIPs的沉积和交联
在铝纳米粒子表面形成MIPs的过程中，聚合体随着时间的推移逐渐沉积在柱的表面，并在交联剂的作用下形成高分子导体，形成具有高度选择性和特异性的印迹空间。
1.4溶剂处理和去模板
去掉未固化的高分子体系和溶剂，仔细处理柱，最后通过溶剂去模板，从而形成具有空腔结构的MIPs导体。
2.MIPs的表征方法
MIPs材料的表征方法是研究MIPs性能和结构的重要手段。在MIPs中，表征技术主要包括物理化学表征和化学分析表征方法。
物理化学表征方法包括热重分析（Thermogravimetryanalysis，TGA）、红外光谱（Infraredspectroscopy，IR）、扫描电子显微镜（Scanningelectronmicroscopy，SEM）、透射电子显微镜（Transmissionelectronmicroscopy，TEM）以及微热量法、比表面积分析等。这些物理化学方法可以定量分析MIPs的结构、热学性能和形貌等特点。
化学分析表征方法则更加突出MIPs材料对目标分子的选择性。化学分析表征方法包括高效液相色谱（High-performanceliquidchromatography，HPLC）、毛细管电泳（Capillaryelectrophoresis，CE）、质谱（Massspectrometry，MS）等。这些化学分析方法可以通过模板分子比对、吸附等手段对MIPs材料的选择性进行定量和定性的验