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新型分子印迹材料的制备及其在分离、传感中的应用
摘要：
新型分子印迹材料是一种基于分子识别和自组装原理的高效分离材料，它具有良好的选择性、特异性和稳定性等特点。本文介绍了分子印迹材料制备的基本原理、方法和优缺点，并着重介绍了纳米分子印迹材料和表面分子印迹材料的制备及其在分离、传感中的应用。此外，还介绍了分子印迹材料在食品质量检测、生物医学领域、环境监测等领域中的应用前景和挑战。
关键词：分子印迹材料，自组装，分离，传感，纳米材料
一、引言
分子印迹技术是一项自20世纪80年代起逐渐发展起来的新型分离技术，它是基于分子识别和自组装原理，在分子级别上选择性地捕获并识别目标分子。分子印迹技术适用于多种分析场合，如环境监测、食品质量检测、药物研发及临床分析等。
随着纳米技术和表面化学的快速发展，新型分子印迹材料也应运而生。本文将介绍分子印迹材料的制备和应用，着重介绍纳米分子印迹材料和表面分子印迹材料的制备及其在分离、传感中的应用。此外，还将讨论分子印迹材料在食品质量检测、生物医学领域、环境监测等领域中的应用前景和挑战。
二、分子印迹材料的制备
分子印迹材料的制备包括模板分子的选择、功能单体的选择、引发剂的选择、聚合反应的条件等。根据聚合物的结构和形态，分子印迹材料主要分为三类：线性分子印迹材料、交联分子印迹材料和纳米分子印迹材料。其中，交联分子印迹材料是最常见和成功的分子印迹材料，广泛应用于生命科学、环境科学和化学分析。
（一）线性分子印迹材料
线性分子印迹材料是在模板分子中加入相应配对单体和交联单体，以聚合物为载体，通过溶液沉淀法或界面聚合法获得的。相比于传统的交联聚合法，线性分子印迹材料制备过程简单，且没有化学结构上的限制。然而，线性分子印迹材料的识别性能较差，因此，在实际应用中应用较为有限。
（二）交联分子印迹材料
交联分子印迹材料是在模板分子中加入功能单体和交联单体以聚合物为载体，通过自由基聚合反应获得的。交联材料的交联程度是决定其选择性和效率的重要因素。交联分子印迹材料具有良好的选择性、特异性、稳定性等特点，是分子印迹领域的核心材料之一。
（三）纳米分子印迹材料
纳米分子印迹材料是一种在纳米尺度下制备的分子印迹材料，它具有优异的物理化学性质和生物相容性，广泛应用于医学和生物分析等领域中。纳米分子印迹材料制备有溶液中自组装法、相转移法、微乳法和聚合物溶胶凝胶法等，其中，溶液中自组装法是目前最常用的制备方法。
三、分子印迹材料在分离、传感中的应用
分子印迹材料具有良好的选择性、特异性和稳定性等特点，在分离、传感等领域具有广泛的应用前景。
（一）分离应用
分子印迹材料在分离中的应用包括固相萃取、液相色谱、电化学分析等。一些分子印迹固相萃取材料已经开发出商业产品，具有良好的处理样品效果，例如针对硫酸钠的分子印迹材料和苯甲酸类农药的分子印迹材料。
（二）传感应用
分子印迹材料还可以通过化学或物理方法构建传感器，对分子进行定量或定性检测。分子印迹材料传感器具有响应快、灵敏度高、选择性好等特点，已经广泛应用于食品质量检测、临床诊断等领域。
四、分子印迹技术的应用前景和挑战
虽然分子印迹技术具有许多潜在的应用前景，但是在实际应用中还面临着许多挑战：一是纯度和效率问题，分子印迹材料的制备过程中通常需要添加引发剂、交联剂等化学物品，可能会污染样品、影响识别效率；二是模板分子选择的问题，模板分子的选择直接影响着印迹材料的识别能力；三是印迹材料的重用性和再生性问题，如何提高印迹材料的使用寿命和环境友好性是亟待解决的问题。
总体来看，分子印迹技术作为一种高效的分离、传感物质检测技术，具有很强的发展前景。未来随着科技技术的不断推进，人们对分子印迹材料的制备方法和应用场景的研究将不断地深入和完善。
参考文献：
[1]Gao,J.,Liu,M.,&Chen,L.(2018).Polymer-basednanomaterialsandsystemsforbioapplications:Currentstatusandfutureperspectives.NanoToday,19,90-113.
[2]Chen,L.,&Li,J.(2017).Progressinpolymer-basednanomaterialsforfoodsafetydetection:Areview.FoodControl,82,87-98.
[3]Luliński,P.,Cs¸ako,A.,&Piletsky,S.A.(2018).Molecularimprinting:perspectivesandapplications.ChemicalReviews,118(4),2020-2048.