分子印跡技術(shù)課件

分子印跡技術(shù)

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分子印跡技術(shù)

MolecularlyImprintedT1主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)2一、什么是分子印跡技術(shù)分子印跡技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種化學(xué)分析技術(shù)，通常被人們描述為創(chuàng)造與識(shí)別“分子鑰匙”的人工“鎖”技術(shù)。分子模板技術(shù)分子識(shí)別技術(shù)一、什么是分子印跡技術(shù)分子印跡技術(shù)是二十世紀(jì)八3超分子化學(xué)和高分子化學(xué)是分子印跡技術(shù)的重要基礎(chǔ)弱相互作用超分子化學(xué)聚合、交聯(lián)高分子化學(xué)超分子化學(xué)和高分子化學(xué)是分子印跡技術(shù)的重要基礎(chǔ)弱相互作用聚合4分子印跡技術(shù)的定義分子印跡技術(shù)（MIT）是指為獲得在空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點(diǎn)上與目標(biāo)分子（印跡分子）完全匹配的聚合物并將其應(yīng)用于目標(biāo)分子（印跡分子）特征識(shí)別的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。分子印跡技術(shù)的定義分子印跡技術(shù)（MIT）是指5大自然中的分子印跡現(xiàn)象細(xì)胞內(nèi)受體與激素抗體-抗原酶-底物特征相互作用大自然中的分子印跡現(xiàn)象細(xì)胞內(nèi)受體與激素特征相互作用6人工的接受體環(huán)糊精冠醚人工的接受體環(huán)糊精7主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)8二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1、分子印跡技術(shù)最初出現(xiàn)源于20世紀(jì)40年代的免疫學(xué)。Pauling首次提出抗體形成學(xué)說(shuō)。二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1、分子印跡技術(shù)最初出現(xiàn)源于209二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展2、1972年，wulf研究小組首次成功制備出分子印跡聚合物（MIPs)，使MIT的研究產(chǎn)生了突破性進(jìn)展。二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展2、1972年，wulf研究小組103、1993年，Mosbach等人報(bào)道了有關(guān)茶堿分子印跡聚合物的研究，分子印跡聚合物以其通用性和驚人的立體專(zhuān)一識(shí)別性，越來(lái)越受到人們的青睞，同時(shí)非共價(jià)型模板聚合物引起了人們極大的興趣；二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展3、1993年，Mosbach等人報(bào)道了有關(guān)茶堿分子印跡聚合114、目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于色譜分離、抗體或受體模擬、生物傳感器以及生物酶模擬和催化合成等諸多領(lǐng)域；全世界至少有包括瑞典、日本、德國(guó)、美國(guó)、中國(guó)在內(nèi)的10多個(gè)國(guó)家、100個(gè)以上的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和企事業(yè)單位在從事這一技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展4、目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于色譜分離、抗體或受體模擬、生物傳12主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)13三、分子印跡技術(shù)的原理1、功能單體通過(guò)與模板分子相互作用聚集在模板分子周?chē)纬赡撤N可逆的復(fù)合物；3、將模板分子從高聚物中解離出來(lái)。2、功能單體與適量交聯(lián)劑在致孔劑（溶劑）存在下發(fā)生聚合生成交聯(lián)的剛性高聚物；相互作用：共價(jià)或非共價(jià)（氫鍵、靜電作用、疏水作用、配位鍵等）三、分子印跡技術(shù)的原理1、功能單體通過(guò)與模板分子相互作用聚集14

當(dāng)模板分子(印跡分子)與功能單體接觸時(shí)會(huì)形成多重作用點(diǎn)，通過(guò)聚合過(guò)程這種作用會(huì)被記憶下來(lái)，當(dāng)模板分子除去后，聚合物中就形成了與模板分子空間構(gòu)型相匹配的具有多重作用點(diǎn)的空穴，這樣的空穴將對(duì)模板分子及其類(lèi)似物具有選擇識(shí)別特性。三、分子印跡技術(shù)的原理當(dāng)模板分子(印跡分子)與功能單體接觸時(shí)會(huì)形15主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)16四、分子印跡的分類(lèi)共價(jià)印跡法非共價(jià)印跡法雜化印跡法共價(jià)建非共價(jià)鍵（氫鍵、靜電作用、疏水作用）種類(lèi)功能單體和模板分子間的作用形式四、分子印跡的分類(lèi)共價(jià)印跡法非共價(jià)印跡法雜化印跡法共價(jià)建非共17共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)結(jié)合；2、聚合：聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在保持共價(jià)聯(lián)結(jié)不變的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)；3、分解：聚合后的聯(lián)結(jié)產(chǎn)物通過(guò)分解反應(yīng)（共價(jià)鍵斷裂）使模板分子從聚合物中除去，得到印跡聚合物；4、聯(lián)結(jié)：印跡聚合物和客體分子相遇，形成共價(jià)聯(lián)結(jié)。共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)結(jié)合；18非共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)非共價(jià)的相互作用而結(jié)合；2、聚合：聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在保持非共價(jià)聯(lián)結(jié)不變的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)；3、抽提：聚合后的聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在溶劑等的作用下（非共價(jià)鍵破壞）使模板分子從聚合物中除去，得到印跡聚合物；4、聯(lián)結(jié)：印跡聚合物和客體分子相遇，重新形成非共價(jià)聯(lián)結(jié)。非共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)非共價(jià)的相互作用19雜化印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)的相互作用而結(jié)合；2、聚合：聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在保持共價(jià)聯(lián)結(jié)不變的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)；3、分解：聚合后的聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在溶劑等的作用下（共價(jià)鍵斷裂）使模板分子從聚合物中除去，得到印跡聚合物；4、聯(lián)結(jié)：印跡聚合物和客體分子相遇，形成非共價(jià)聯(lián)結(jié)。雜化印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)的相互作用而結(jié)20共價(jià)印跡法和非共價(jià)印跡法的優(yōu)缺點(diǎn)共價(jià)非共價(jià)單體-模板配合物的合成需要不需要（易于實(shí)現(xiàn)）聚合的條件較自由受限（溶劑）制備的成本較高低聚合后模板的除去較難容易客體的鍵合與釋放慢快客體結(jié)合點(diǎn)的結(jié)構(gòu)較清楚（嚴(yán)格性更好）較不清楚對(duì)客體的選擇性很好較好共價(jià)印跡法和非共價(jià)印跡法的優(yōu)缺點(diǎn)共價(jià)非共價(jià)單體-模板配合物的21主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)22主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)

七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)23主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)24主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)25主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)26分子模板技術(shù)分子識(shí)別技術(shù)分子模板技術(shù)分子識(shí)別技術(shù)27分子印跡的條件客體的功能殘基和接受體間必須互補(bǔ)；接受體和客體的構(gòu)象自由度應(yīng)盡可能?。换瘜W(xué)環(huán)境應(yīng)當(dāng)是可調(diào)的。分子印跡的條件客體的功能殘基和接受體間必須互補(bǔ)；28推薦閱讀書(shū)籍《現(xiàn)代化學(xué)前沿叢書(shū)：分子印跡學(xué)——從基礎(chǔ)到應(yīng)用》

小宮山真等著；吳世康汪鵬飛譯出版社：化學(xué)工業(yè)出版社，2019《高新技術(shù)科普叢書(shū)（第三批）——分子印跡技術(shù)》姜忠義吳洪編著出版社：化學(xué)工業(yè)出版社，2019推薦閱讀書(shū)籍《現(xiàn)代化學(xué)前沿叢書(shū)：分子印跡學(xué)——從基礎(chǔ)到應(yīng)用》29思考題1、思考題1、30分子印跡技術(shù)

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分子印跡技術(shù)

MolecularlyImprintedT31主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)32一、什么是分子印跡技術(shù)分子印跡技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種化學(xué)分析技術(shù)，通常被人們描述為創(chuàng)造與識(shí)別“分子鑰匙”的人工“鎖”技術(shù)。分子模板技術(shù)分子識(shí)別技術(shù)一、什么是分子印跡技術(shù)分子印跡技術(shù)是二十世紀(jì)八33超分子化學(xué)和高分子化學(xué)是分子印跡技術(shù)的重要基礎(chǔ)弱相互作用超分子化學(xué)聚合、交聯(lián)高分子化學(xué)超分子化學(xué)和高分子化學(xué)是分子印跡技術(shù)的重要基礎(chǔ)弱相互作用聚合34分子印跡技術(shù)的定義分子印跡技術(shù)（MIT）是指為獲得在空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點(diǎn)上與目標(biāo)分子（印跡分子）完全匹配的聚合物并將其應(yīng)用于目標(biāo)分子（印跡分子）特征識(shí)別的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。分子印跡技術(shù)的定義分子印跡技術(shù)（MIT）是指35大自然中的分子印跡現(xiàn)象細(xì)胞內(nèi)受體與激素抗體-抗原酶-底物特征相互作用大自然中的分子印跡現(xiàn)象細(xì)胞內(nèi)受體與激素特征相互作用36人工的接受體環(huán)糊精冠醚人工的接受體環(huán)糊精37主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)38二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1、分子印跡技術(shù)最初出現(xiàn)源于20世紀(jì)40年代的免疫學(xué)。Pauling首次提出抗體形成學(xué)說(shuō)。二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1、分子印跡技術(shù)最初出現(xiàn)源于2039二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展2、1972年，wulf研究小組首次成功制備出分子印跡聚合物（MIPs)，使MIT的研究產(chǎn)生了突破性進(jìn)展。二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展2、1972年，wulf研究小組403、1993年，Mosbach等人報(bào)道了有關(guān)茶堿分子印跡聚合物的研究，分子印跡聚合物以其通用性和驚人的立體專(zhuān)一識(shí)別性，越來(lái)越受到人們的青睞，同時(shí)非共價(jià)型模板聚合物引起了人們極大的興趣；二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展3、1993年，Mosbach等人報(bào)道了有關(guān)茶堿分子印跡聚合414、目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于色譜分離、抗體或受體模擬、生物傳感器以及生物酶模擬和催化合成等諸多領(lǐng)域；全世界至少有包括瑞典、日本、德國(guó)、美國(guó)、中國(guó)在內(nèi)的10多個(gè)國(guó)家、100個(gè)以上的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和企事業(yè)單位在從事這一技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展4、目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于色譜分離、抗體或受體模擬、生物傳42主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)43三、分子印跡技術(shù)的原理1、功能單體通過(guò)與模板分子相互作用聚集在模板分子周?chē)纬赡撤N可逆的復(fù)合物；3、將模板分子從高聚物中解離出來(lái)。2、功能單體與適量交聯(lián)劑在致孔劑（溶劑）存在下發(fā)生聚合生成交聯(lián)的剛性高聚物；相互作用：共價(jià)或非共價(jià)（氫鍵、靜電作用、疏水作用、配位鍵等）三、分子印跡技術(shù)的原理1、功能單體通過(guò)與模板分子相互作用聚集44

當(dāng)模板分子(印跡分子)與功能單體接觸時(shí)會(huì)形成多重作用點(diǎn)，通過(guò)聚合過(guò)程這種作用會(huì)被記憶下來(lái)，當(dāng)模板分子除去后，聚合物中就形成了與模板分子空間構(gòu)型相匹配的具有多重作用點(diǎn)的空穴，這樣的空穴將對(duì)模板分子及其類(lèi)似物具有選擇識(shí)別特性。三、分子印跡技術(shù)的原理當(dāng)模板分子(印跡分子)與功能單體接觸時(shí)會(huì)形45主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)46四、分子印跡的分類(lèi)共價(jià)印跡法非共價(jià)印跡法雜化印跡法共價(jià)建非共價(jià)鍵（氫鍵、靜電作用、疏水作用）種類(lèi)功能單體和模板分子間的作用形式四、分子印跡的分類(lèi)共價(jià)印跡法非共價(jià)印跡法雜化印跡法共價(jià)建非共47共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)結(jié)合；2、聚合：聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在保持共價(jià)聯(lián)結(jié)不變的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)；3、分解：聚合后的聯(lián)結(jié)產(chǎn)物通過(guò)分解反應(yīng)（共價(jià)鍵斷裂）使模板分子從聚合物中除去，得到印跡聚合物；4、聯(lián)結(jié)：印跡聚合物和客體分子相遇，形成共價(jià)聯(lián)結(jié)。共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)結(jié)合；48非共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)非共價(jià)的相互作用而結(jié)合；2、聚合：聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在保持非共價(jià)聯(lián)結(jié)不變的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)；3、抽提：聚合后的聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在溶劑等的作用下（非共價(jià)鍵破壞）使模板分子從聚合物中除去，得到印跡聚合物；4、聯(lián)結(jié)：印跡聚合物和客體分子相遇，重新形成非共價(jià)聯(lián)結(jié)。非共價(jià)印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)非共價(jià)的相互作用49雜化印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)的相互作用而結(jié)合；2、聚合：聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在保持共價(jià)聯(lián)結(jié)不變的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)；3、分解：聚合后的聯(lián)結(jié)產(chǎn)物在溶劑等的作用下（共價(jià)鍵斷裂）使模板分子從聚合物中除去，得到印跡聚合物；4、聯(lián)結(jié)：印跡聚合物和客體分子相遇，形成非共價(jià)聯(lián)結(jié)。雜化印跡法1、聯(lián)結(jié)：功能單體和模板分子通過(guò)共價(jià)的相互作用而結(jié)50共價(jià)印跡法和非共價(jià)印跡法的優(yōu)缺點(diǎn)共價(jià)非共價(jià)單體-模板配合物的合成需要不需要（易于實(shí)現(xiàn)）聚合的條件較自由受限（溶劑）制備的成本較高低聚合后模板的除去較難容易客體的鍵合與釋放慢快客體結(jié)合點(diǎn)的結(jié)構(gòu)較清楚（嚴(yán)格性更好）較不清楚對(duì)客體的選擇性很好較好共價(jià)印跡法和非共價(jià)印跡法的優(yōu)缺點(diǎn)共價(jià)非共價(jià)單體-模板配合物的51主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)七、分子印跡技術(shù)的應(yīng)用八、展望主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)52主要內(nèi)容一、什么是分子印跡技術(shù)二、分子印跡技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展三、分子印跡的基本原理四、分子印跡的分類(lèi)五、分子印跡的步驟六、分子印跡技術(shù)的