[发明专利]适于水溶液体系的分子印迹聚合物微球树脂及其制备方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种在纯水溶液中具有优异分子识别功能的分子印迹聚合物微球的简便制备方法，具体地说就是涉及一种表面具有亲水性高分子刷的分子印迹聚合物微球的一步法制备方法。

背景技术

分子印迹技术是近年来在高分子化学、生物化学、材料化学及仿生技术等学科基础上发展起来的一种制备具有专一性分子识别位点的合成受体的简便易行的新方法。由其制备的分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers，简称MIPs)具有对客体分子优异的亲和性与专一选择性、良好的稳定性及合成容易等优点，因而成为国际上分子识别领域研究的热点。目前分子印迹聚合物的应用研究已扩展到色谱固定相、固相提取、生物模拟检测与传感器、人工酶、有机合成与药物传递等众多方面，并在食品与环境安全检测等领域显示出巨大的应用前景。

尽管分子印迹研究已经取得了巨大进展，在某些应用领域(如固相提取)甚至已进入了商品化阶段，但是此研究领域中仍然存在一些关键性的难题与挑战，大大限制了分子印迹聚合物材料更广泛的应用。其中之一即是如何制备在水溶液中具有优异分子识别性能的分子印迹聚合物。迄今发展起来的分子印迹聚合物通常只有在有机溶液体系中才能显示出优异的分子识别性能，而真正能适用于水溶液体系的分子印迹聚合物则非常有限。然而从经济上、生态上以及环境保护等各方面考虑，以水来代替有机溶剂都是非常必要的；从其潜在的在生物技术领域中的应用考虑，以水为溶剂则是必须的；而就其在环境与食品安全检测等领域中的实际应用来讲，使用在水溶液中具有优异分子识别性能的分子印迹聚合物则可达到直接快速检测的目的。尽管目前人们通过利用特殊设计的功能单体法(G.Wulff，R.Adv.Mater.1998，10，957-959；H.Asanuma，T.Hishiya，M.Komiyama，Adv.Mater.2000，12，1019-1030；P.Manesiotis，A.J.Hall，J.Courtois，K.Irgum，B.Sellergren，Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，3902-3906；J.L.Urraca，A.J.Hall，M.C.Moreno-Bondi，B.Sellergren，Angew.Chem.Int.Ed.2006，45，5158-5161)或采用常规分子印迹方法(L.I.Anderson，R.Müller，G.Vlatakis，K.Mosbach，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1995，92，4788-4792；J.G.Karlsson，L.I.Andersson，I.A.Nicholls，Anal.Chim.Acta 2001，435，57-64)在此方面获得了一些研究进展，但是制备适于纯水溶液体系的分子印迹聚合物的有效方法尚不多见，因此开发适于纯水溶液体系的分子印迹聚合物的合成新方法具有重要的意义。

通过改善分子印迹聚合物颗粒表面的亲水性来获得适于水溶液体系的分子印迹聚合物已被证明是一种行之有效的方法。例如：B.Sellergren等人报道了通过在分子印迹聚合体系中引入亲水性单体甲基丙烯酸2-羟基乙酯来改善分子印迹聚合物的表面亲水性，最终得到了适于水溶液体系的分子印迹聚合物(B.Dirion，Z.Cobb，E.Schillinger，L.I.Andersson，B.Sellergren，J.Am.Chem.Soc.2003，125：15101-15109)。不过该方法需要经过大量的高通量条件优化实验，极大地限制了其更广泛的应用。最近，本研究组报道了首先通过可逆加成-裂解链转移(RAFT)沉淀聚合法制备出“活性”分子印迹聚合物微球，然后在其表面进行亲水性单体的可控RAFT聚合，成功获得了适用于纯水溶液体系的表面接枝有亲水性高分子刷的分子印迹聚合物微球，为制备适于纯水溶液体系的分子印迹聚合物开辟了一条简便易行的新途径(G.Pan，Y.Zhang，X.Guo，C.Li，H.Zhang，Biosens.Bioelectron.2010，26：976)。