分子印迹技术在天然活性成分分离纯化中的研究进展

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(重庆工业职业技术学院化学与制药工程学院,重庆 401120)

天然产物资源是我国丰富而宝贵的药库,随着社会经济的发展,世界范围内越来越重视对天然资源的开发利用,特别是屠呦呦先生因青蒿素的贡献而获得诺贝尔奖之后,更是引起了广大学者对天然产物特别是中医药的研究热情。天然产物发挥功效的物质基础是其所含有的各类具有生理活性的化学物质。天然来源的化学活性成分大多存在含量低、结构复杂、类型多样、性质不稳定等特点,使其中活性物质的分离纯化存在诸多困难,不利于其物质基础分子水平的研究及其相关产品的研发。

传统天然资源多为庞杂混合物,一般的分离纯化方法只能得到粗提物,难以得到单一成分。目前天然活性成分分离纯化技术主要有:萃取分离(双水相萃取[1]、超临界萃取[2]等),色谱分离(超临界流体色谱[3]、高速逆流色谱法[4]等),重结晶,膜分离,分子蒸馏,大孔树脂分离等技术。为了获得较高纯度的活性成分,目前使用最广泛的还是各种色谱分离技术联合及反复重结晶操作。这些技术存在操作繁琐、分离周期长、效率低、大量消耗溶剂和分离材料、选择性低等缺点[5]。基于分子识别的印迹分离技术,具有分离材料制备简单,成本低廉,能重复使用等优点,而其突出的优点是对被分离的物质具有高度的识别性能,具有良好的选择性,且分离操作简单,近来诸多采用分子印迹技术制备各种印迹聚合物分离材料,并用于天然活性成分的分离纯化的研究被报道,本文旨在从不同形式分子印迹分离材料角度出发,分类总结各种印迹材料在天然活性成分分离纯化中的应用,以期为相关科研工作者提供研究参考。

1 分子印迹分离技术原理

分子印迹的出现源于免疫学中抗原—抗体模型结构,具有类似锁和钥匙的识别关系,分子印迹分离技术是制备对目标分子具有高度分子识别的印迹聚合物作为固定相的色谱分离技术[6]。分子印迹分离技术首先是将要分离的目标分子、交联剂、聚合物单体、合适的溶剂以及引发剂等,在适当反应条件下进行聚合,得到一种高分子聚合物材料,然后经洗脱除去包埋于聚合物材料中的模板分子,得到具有印迹位点的印迹高聚物,此聚合物可以将目标分子的空间结构保持,留下印迹;当将此印迹高聚物作为分离介质使用时,混合物样品中的目标分子或其结构类似物能够被此聚合物识别,从而达到高选择性、特异识别分离的目的。

图1 分子印迹技术制备分离过程示意Fig.1 Demonstration of preparation and separation of molecular imprinting technique

2 分子印迹技术在天然活性成分分离中的应用

自分子印迹技术被开发以来,已成为学界的研究热点,特别是在分析化学、环境检测等研究领域有较好的应用和发展,而应用于天然产物活性成分的直接分离,则在谢建春等[7]对于分子印迹法分离槲皮素的报道之后逐渐增多。作为分离介质材料的印迹聚合物,主要有印迹整体柱、印迹微球、印迹膜等,其相关研究报道分述如下。

2.1 分子印迹整体柱技术及其应用

整体柱又称连续床或连续棒,是在空的管柱中原位聚合,制备出一种全新的,具有优异通透性、高空间利用率的刚性聚合物整体柱,是色谱分离中的重要方法技术,它比普通填料柱制备简单,从而得到广泛应用[7]。分子印迹整体柱是结合了分子印迹技术高选择性和整体柱的优点,而开发出来的用于色谱分离、分析的技术,此技术也逐渐应用于天然产物活性成分的分离分析。

2.1.1 在黄酮类成分分离方面的应用 黄酮类化合物广泛存在于自然界,分子印迹整体柱在黄酮类化合物的分离纯化方面的报道较多。如杨清清等[9]以黄芩素为研究对象,采用甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,二甲基甲酰胺和十二醇为混合致孔剂,在偶氮二异丁腈(AIBN)引发下,原位聚合出黄芩素分子印迹整体柱,研究发现,当黄芩素和功能单体摩尔比为1∶6时,所得分子印迹整体柱对模板分子有特异识别能力,可作为分离黄芩素与其结构类似物汉黄芩素的分离材料。另外,买买提·吐尔逊等[10]以分子模拟技术优化了模板分子山奈酚和MAA单体比例,通过自由基法制备了山奈酚分子印迹整体柱,经过性能评价发现,此整体柱对山奈酚及其相似物槲皮素分离度达1.52,显示良好的分离性能。而刘伯洋等[11]则以表儿茶素为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,原位聚合制备了分子印迹整体柱,并将其作为固相萃取柱,作为富集材料用于分析检测,结果表明,当模板分子、单体和交联剂比例为1∶6∶40时,分子印迹聚合物吸附效果最佳,模板分子回收率84.62%,特异性识别达4.55,成功建立分子印迹固相萃取-毛细管电泳法检测六堡茶中表儿茶素。

2.1.2 在生物碱类成分分离纯化中的应用 生物碱主要为来源于植物界的一类含氮有机物,具有抗病毒、抗肿瘤、抗炎、镇痛等药理活性,生物碱一般结构复杂,含量低,常规分离手段难以纯化。张静等以MAA为功能单体、EGDMA为交联剂,在甲苯和十二醇混合溶剂中,分别以士的宁[12]和麻黄碱[13]为模板分子,制备了相应分子印迹整体柱,经研究发现,士的宁分子、MAA及交联剂比例为1∶4∶16时,所制备的士的宁印迹整体柱适于分离士的宁和马钱子碱,分离因子达到3.5;而通过对制备的麻黄碱印迹整体柱水相和有机相的识别性能研究后,发现优化条件下可以实现对麻黄碱和伪麻黄碱的良好分离,因原位聚合整体柱柱压低,色谱实验可在大流速下进行,因此分子印迹整体柱有可能实现规模制备。孙林等[14]则以激动素为模板分子,由MAA单体和EGDMA交联剂原位制备了印迹整体柱,并将其成功用于植物样品中痕量细胞分裂素的富集,再用于液相色谱的检测,结果重复性好和萃取效率高。分子印迹整体柱在样品检测与处理中也具有良好前景。

2.1.3 在其他类成分分离纯化中的应用 分子印迹整体柱技术还用于诸如蒽醌、萜类、皂苷、肽类等天然成分分离分析中。尹艳凤等[15]以蒽醌类化合物大黄素为模板分子,MAA为单体,EGDMA为交联剂,在甲苯和十二醇混合溶剂中合成出一系列分子印迹整体柱,结果均能有效的分离大黄素及其类似物,表现出良好的识别、分离能力。在萜类化合物方面,孙蕾等[16]利用原位聚合法制备了樟脑分子印迹整体柱,并将其作为液相色谱固定相,结果表明,印迹柱对迷迭香精油中樟脑有专一吸附、富集能力,表现出较高富集率和较低检出限,可用于HPLC分析前的样品富集。而张伟等[17]以人参皂苷Re为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,异丙醇和十二醇为致孔剂,原位热聚合制备了人参皂苷Re分子印迹整体柱,研究了分子印迹技术在皂苷类化合物中的应用,结果整体柱分离因子达1.769,表现良好。李桦等[18]以缩胆囊素五肽(CCK5)为模板分子合成了其分子印迹整体柱,并以此作为固相微萃取小柱用于液相分析,成功实现脑脊液中CCK5和CCK8缩胆囊素的富集分离和检测,将印迹技术应用于肽类物质分离分析,取得良好效果。

综上,分子印迹整体柱在天然活性成分的分离分析中应用广泛,展示出较好的发展前景,特别是在黄酮、生物碱类天然活性成分中报道较多,研究较为深入,可能因为这些成分结构中含有酸、碱官能团,易于形成氢键等聚合物,容易制备且分离效果较好。分子印迹整体柱因其兼具整体柱和印迹分子的特异识别能力和选择性,在天然活性成分分离纯化和分析检测中必将发挥越来越重要的作用。

2.2 分子印迹微球技术及其应用

微球颗粒是比较适合作为色谱分离材料的形式,分子印迹微球材料也被广泛作为印迹色谱填料研究,用于天然活性成分的分离纯化研究。目前常用的分子印迹聚合物微球制备方法主要有:本体聚合法、沉淀聚合法、表面印迹法、悬浮聚合法、原位聚合法等,在天然活性成分分离纯化中,这些方法制备的印迹微球多有报道,也各有特点。

2.2.1 本体聚合法 本体聚合法是使用较多也较成熟的方法。该方法将模板分子、单体、交联剂、致孔剂、引发剂混合,首先合成出一大块的印迹聚合物,然后磨碎,过筛,再洗脱除去印迹分子,从而获取具有印迹效果的分离材料。

本体聚合法制备的印迹聚合物在天然活性成分分离方面研究较多,Li等[19]以金丝桃素做模板,经本体聚合制备出金丝桃素分子印迹聚合物,经过磨碎、筛分、丙酮反复沉淀处理,最终收集30～50 μm的颗粒,经脱除模板分子后,用于贯叶连翘中金丝桃素的分离纯化,结果回收率达到82.3%。印迹微球显示良好识别性能。王素素等[20]则研究了芦丁、槲皮素双模板印迹聚合物的制备和性能,结果以4-VP作为功能单体,经过本体聚合法制得的印迹聚合物,可从槐花米中同时分离出芦丁和槲皮素。这为印迹聚合物同时分离多组分物质提供了思路。

紫杉醇是二萜类抗癌药物,天然来源含量极低,分离难度极大。闫艳等[21]以紫杉醇为模板分子,经本体聚合法制备出对紫杉醇具有特异识别吸附能力的印迹聚合物,并建立了从真菌发酵液中直接快速富集紫杉醇的分离体系,为抗癌药物紫杉醇的分离富集提供了新技术支撑,印迹技术在低含量、高附加值天然活性成分分离中有良好前景。袁波等[22]以姜黄素为模板分子,经本体聚合法在丙酮溶剂中制备了其分子印迹聚合物,并筛选出甲基丙烯酸为最佳功能单体,该聚合物对姜黄素印迹因子达1.27,可用于姜黄素的分离纯化和富集。张乃片等[23]以植酸作为模板分子,制备了分子印迹聚合物,结果植酸分子印迹聚合物对模板分子印迹因子达1.70,对植酸吸附量达21.38 umol/g,该聚合物可重复使用五次以上,印迹材料的重复使用,可直接降低分离成本。但该研究也同时指出本体聚合存在对模板分子包埋过深,无法洗脱等缺点。李耀等[24]以花椒麻味儿物质为模板分子,MAA功能单体,经本体聚合法得到白色块状聚合物,经研磨,洗脱,得分子印迹聚合物,以此做固相萃取材料,可以分离得到纯度为94.09%花椒麻味儿物质。将分子技术应用到天然食品添加剂风味儿物质分离中,获得良好效果。

本体聚合技术应用较早,技术成熟,但是所制备的印迹聚合物大多为整体块状,要得到印迹微粒必须先要经过研磨、筛分等,操作复杂,所得微粒不均一、且颗粒大小难以控制,同时,本体聚合法制备的微球对模板分子包埋深,难洗脱也是其缺点。

2.2.2 沉淀聚合法 沉淀聚合法是溶于溶液的模板分子、单体、交联剂通过自身交联,生成不溶于溶剂的印迹微球,并从溶剂中沉淀出微球,即得到印迹聚合物。沉淀聚合法具有反应条件温和、操作简单的特点,相比于本体聚合法,所制备出的印迹微球无需研磨,微粒尺寸从纳米到微米级,且基本可控,从而成为印迹微球主要制备技术。

沉淀聚合法操作简单,粒径可控,应用广泛。衣丽娜等[25]以胡黄连苷II为模板分子,以1-Vinyl为功能单体,沉淀聚合法制备了印迹聚合物微粒,该微球可用于从粗提物中靶向分离胡黄连苷II及其结构类似物,有助于减少提取分离过程中有机溶剂的使用,环境友好,微球材料直接分离,分离工艺简化。Ji等[26]以合成辣椒素作为替代分子模板,合成制备出分子印迹固相萃取材料,用于分离姜辣素及其结构类似系列组分,结果得到具有更优良的自由基清除能力的姜辣素,产品纯度达到99.1%。分子印迹技术在天然产物活性成分的组分离中显示出优良的性能。Chitos等[27]以绿原酸作为模板分子,MAA作为功能单体,经过沉淀聚合反应制备出颗粒尺寸范围狭窄的分子印迹微球,并用于杜仲叶中绿原酸的分离,结果表明,分子印迹聚合物颗粒能成功分离出绿原酸,而对咖啡酸、没食子酸、原儿茶酸和香草酸等则无识别。Sushma等[28]以没食子酸作为模板分子,经沉淀聚合法制备印迹聚合物,着重研究了致孔剂对聚合物微球的颗粒尺寸和分子识别性能,结果所制备的分子印迹微球和分子印迹纳米颗粒均可对余柑子水提物中的没食子酸实现良好的识别、分离。王松等[29]以黄芩素作为模板分子,选用MAA作为功能单体,EGDMA为交联剂,在AIBN引发下,考察了不同溶剂用量下,以沉淀聚合法制备的印迹微球性能,结果表明,当固定模板分子和功能单体比例为1∶4时,溶剂用量对微球粒径影响显著,溶剂用量越大,粒径越大,对分子越具有选择性吸附,但是吸附量却随粒径增大而减小,由此说明在印迹聚合物制备过程中,溶剂用量会因为影响到颗粒粒径,进而影响分子识别数量,可能因为聚合物颗粒越大,比表面积相对减小,从而吸附量减少。

沉淀法制备印迹微球方法简单,微球易分离,但也存在对模板分子包埋深,模板分子难以从印迹微球洗脱的问题,进而导致目标分子在印迹微球中吸附传质速度慢等缺点。

2.2.3 表面印迹法 表面印迹法即在载体表面,通过改性后进行印迹制备,一般采用硅胶等作为载体,在其表面接枝一些活性基团,通过此法制备的聚合物不需要经过研磨等后期处理,直接得到微球状分子印迹聚合物,较好保留了聚合物完整性,且表面印迹的印迹层在载体表面,易于分子快速识别吸附和传质。

不同载体材料被用于表面印迹聚合物的制备,顾小丽等[30]以介孔分子筛MCM-41为基质,黄芩苷为模板分子,以丙烯酰胺(AM)为功能单体,EGDMA为交联剂,在乙醇溶液中经AIBN引发,热聚合制备出对黄芩苷具有选择性吸附的表面分子印迹聚合物,为从天然药物黄芩中分离富集黄芩苷提供一种新材料,该方法以乙醇作为溶剂,相比于甲醇、乙腈等具有低毒、安全的优势。谢宏凯等[31]以硅胶作为载体,经过对硅胶表面接枝APTES和甲基丙烯酰氯,制备出改性载体AA-APTES-Silica,在乙腈中加入以AM为单体,经两步法制备出三七素表面分子印迹聚合物,该聚合物可快速从三七提取液中分离富集三七素,纯度达98.7%,回收率83.7%,效果良好。陈晓龙等[32]以α-(羟基)-山椒素分子结构类似物为模板分子、2-乙烯基吡啶(2-Vpy)为功能单体,EGDMA为交联剂,在氨基硅胶表面接枝AM,制备了花椒麻味儿物质表面印迹聚合物,以此作为固相萃取材料,可以分离出纯度达93.66%花椒麻味儿物质,该法快速、经济、高效。充分体现表面印迹传质优势。

除上述载体材料外,具有磁性的Fe3O4也经常作为载体材料,用于表面印迹聚合物的制备,磁性材料的加入在外加磁场作用下可实现快速分离,增加了分离速度。Gao等[33]以根皮苷为模板分子,以修饰的Fe3O4微粒作为磁核载体,在其表面印迹聚合成了兼具磁性和印迹识别的聚合物颗粒,聚合物对根皮苷的吸附量和选择识别能力远高于黄芩苷等,将其用于台湾木檎叶中根皮苷的分离富集时,回收率达81.45%～90.7%,用于大鼠血清中根皮苷检测时,可检测到血药浓度范围达12.19±0.84 ug/mL,结果表明,磁性表面分子印迹聚合物具有良好的传质和特异识别分离富集效果。Zhao等[34]以Fe3O4@NH2为原料,首先制备出H-Fe3O4@NH2,再加入模板分子绿原酸和功能单体多巴胺,经聚合制备成磁性分子印迹聚合物,并成功用于金银花中绿原酸的富集和检测,结果表明,此法制备的绿原酸印迹聚合物,具有高选择性和快速吸附的优势,且制法简单、快捷、专一而聚合物易回收并重复使用。

2.2.4 悬浮聚合法 悬浮聚合一般是将模板分子、单体和交联剂先溶于有机溶剂中,然后再转移到含有稳定剂的水相中,通过搅拌制备印迹聚合物,此法聚合操作简单,较常用。

悬浮聚合制备技术方面,王婧等[35]以单步溶胀聚合法制备了和厚朴酚印迹聚合物微球,制备过程为:先将和厚朴酚、AM溶解于氯仿,再依次加入EGDMA、邻苯二甲酸丁酯和引发剂AIBN,混合后再加入十二烷基磺酸钠和聚乙烯醇混合溶液,最后加入聚苯乙烯微球分散液,聚合制备出印迹微球。静态吸附试验表明,聚合物微球对模板分子具有强的特异吸附能力,与厚朴酚分离因子达到1.85。马晓琴等[36]以茄尼醇为模板分子,以丙烯酸甲酯为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在氯仿中制备分散相,以表面活性剂聚乙烯醇溶于水作为连续相,再将分散相缓慢滴加到连续相,并于60 ℃在氮气保护下持续6 h,制得印迹聚合物,通过悬浮聚合可以制备出大粒径球形茄尼醇印迹聚合物,在Flash空柱管考查聚合物对烟叶中茄尼醇的提取效果,结果表明,从14.7 g烟叶中提取出纯度大于97%的茄尼醇370.8 mg,实现良好分离纯化。同时,马晓琴还以反相悬浮聚合法制备出白坚木皮醇分子印迹聚合物,该聚合物对白坚木皮醇吸附量达到45 mg/g,经Flash柱分离,1.8 g聚合物在2 h内可制备285.1 mg纯度大于94%的白坚木皮醇。表现出良好的识别分离性能。

综上,印迹聚合物微球作为分离介质,适于作为色谱填料被广泛应用,是一种具有特殊识别选择性的新型分离材料,印迹微球制备技术也不断发展,上述制备方法中,表面聚合法制备的分子印迹聚合物印迹反应发生在载体表面,印迹微球兼具特异识别和吸附传质速度快的优点,具有明显优势。当表面聚合结合特殊功能团如磁性微球等功能物质后,更加易于在复杂体系中分离富集目标分子,在天然产物这一复杂系统的分离分析中具有良好应用前景。

2.3 分子印迹膜技术及其应用

分子印迹膜的原理[37]是首先在聚合介质中加入印迹分子,聚合成膜后再将印迹分子脱除,从而在聚合物网状结构中留下印迹分子的功能尺寸,生成的聚合物与印迹分子之间存在相互作用,将此印迹膜用于分离含有印迹分子的混合物时,该膜能从混合物中识别出印迹分子,从而有效地将其选择性分离。分子印迹膜技术在天然活性成分方面的应用主要有两方面:一是作为分离材料用于纯化制备,一是作传感元件用于分析检测中的吸附富集。

2.3.1 分子印迹分离膜 分子印迹膜分离技术将印迹技术和膜分离技术的优点相耦合,使分子印迹膜兼具有操作方便、能耗低、分子特异识别等优点,可用于分离高纯度、单一化合物,区别于现有膜分离中的超滤、微滤和反渗透等膜技术[38]。分子印迹膜技术已从分离小分子化学药物、氨基酸、超分子物质发展到多肽、蛋白质、核苷酸等生物大分子[39],具有独特优越性和广阔应用前景。

分子印迹膜的制备一般在支撑膜材料上进行印迹修饰,所制备的印迹膜兼具印记功能和膜分离功能,用于天然活性成分的分离优势明显。王娇等[40]以聚偏氟乙烯(PVDF)微孔滤膜为支撑膜,以阿魏酸为模板,MAA为功能单体、EGDMA为交联剂,紫外引发下,原位聚合制备出阿魏酸分子印迹复合膜,经阿魏酸提取分离实验表明,印迹膜对阿魏酸的结合容量比对其结构类似物肉桂酸高,选择因子达1.9。董胜强等[41]以聚偏氟乙烯(PDVF)为载体膜,MAA为单体、EGDMA为交联剂,在乙腈溶液中,热聚合制备出香豆素印迹复合膜,结果表明,该膜对香豆素具有高吸附高选择,能从桂枝的甲醇粗提液中选择性提取分离出香豆素,回收率达到89.6%。吕建峰等[42]以聚酰胺酸溶液为原料,首先采用静电纺丝法,制备了聚酰胺酸纳米纤维膜,经热处理脱水后,获得聚酰亚胺纳米纤维膜,再经表面预涂覆聚甲基丙烯酸,加入模板分子茶碱、EGDMA,在氯仿溶液中由AIBN引发交联,最终合成茶碱分子印迹聚酰亚胺纳米纤维复合膜,经实验验证,该印迹膜对茶碱和可可碱选择性分离因子达1.96。Nasser等[43]以槲皮素为模板分子,以AM为功能单体,制备了丙烯腈分子印迹膜,用于槲皮素、柚皮苷及白杨素的分离,结果表明,槲皮素与柚皮苷及白杨素都可以达到较好的分离,选择因子分别为4.5和1.8,印迹膜表现出对模板分子高度选择性。Sahar等[44]以紫杉醇为模板分子,聚砜作为膜材料,制备出紫杉醇分子印迹膜,并用于红豆杉提取物中紫杉醇的分离制备,结果表明,优选出的印迹膜其印迹因子达2.28,印迹膜重复使用三次后,选择性识别几乎无变化,经与紫杉醇传统硅胶色谱分离工艺比较,印迹膜分离技术大大简化分离步骤,且其高选择性和低成本优势明显。

分子印迹复合膜作为分离材料,具有膜分离的低能耗、选择性筛分及印迹物的特异识别能力和高度选择性等特点,在天然活性成分分离纯化应用方面的研究越来越深入,但目前印迹膜制备主要局限于实验室研究,以在支撑膜上进行印迹修饰制备印迹复合膜为主,且可供选择的支撑膜种类较少,同时印迹膜成品的膜通量也需要提高,因此印迹膜分离走向工业化实用阶段仍有一定距离。但可以肯定的是该分离材料对复杂体系确实具有独特的优势,当组装成膜组件后样品处理量可以显著提高,在复杂样品体系特别是天然活性成分分子的选择性分离方面,具有良好的应用前景。

2.3.2 印迹膜传感器 传感分析中搜集目标分子是重要一步,印迹膜具有选择性吸附富集目标分子的优点,可作为选择性传感器元件。特别是在电化学分析检测中,印迹膜传感元件应用多,为天然活性成分的检测提供了新方法。

印迹膜传感技术目前主要与电化学技术耦合,李利军等[45]以绿原酸为模板分子,邻二苯胺为功能单体,经循环伏安法,在玻碳电极表面构建了绿原酸分子印迹电极,选择性实验表明,咖啡酸、阿魏酸、香草酸等10倍于绿原酸条件下也不会干扰测试,印迹膜电极对绿原酸具有良好选择性,实际样品清肝利胆口服液测定时,其回收率达101.6%。重现性实验表明,该印迹膜电极具有良好重现性,相对标准差2.1%,电极使用20次后,绿原酸响应电流降为89%,说明电极具有较长使用寿命,但响应时间变长是其不足之处。刘蓉等[46]以邻氨基酚为功能单体,桑色素为模板分子,在金电极表面电聚合了具有特异识别孔穴的桑色素分子印迹传感膜,对桑色素相似物如芦丁、槲皮素等的选择性响应研究表明,该聚合物对桑色素具有良好选择性,此传感器对桑色素测定范围为0.05～1.70 μmol/L,用于黑茶样品测定时,加标回收率为104.0%～108.0%。蓝慰瑜等[47]以莽草酸为模板分子,2-乙烯吡啶为功能单体,本体聚合法制备出分子印迹聚合物,然后负载于聚氯乙烯膜中,构成电极敏感膜,制备出离子选择性电极。结果表明,对八角茴香中莽草酸含量测定时,具有较高灵敏度、选择性和准确度、精密度,测定结果与紫外分光光度法一致。

传感分析检测中,首先要识别富集目标分子,进而产生响应信号,而分子印迹膜可快速实现高度特异性识别和富集,这一优点作为传感器敏感元件,具有广阔应用前景。

3 展望

分子印迹技术自开发以来,因其特异识别性能、制备简单、操作方便等优点,立即引起了广泛关注,并得到飞速发展。本文从不同印迹材料角度出发,分析讨论了印迹整体柱、印迹微球及印迹膜分离材料在天然活性成分分离分析中的应用,认为印迹技术在天然活性成分分离纯化中有独特优势和良好应用前景。但是也存在一些问题:分子印迹整体柱存在负载容量小等问题,适用于分析检测而不适于制备纯化;以印迹材料分离纯化天然活性成分的研究,现多局限在实验室模拟分离结构类似物等,对于实际复杂体系中活性分子的分离研究报道有限,无论是分子印迹整体柱,微球颗粒都存在功能单体、交联剂等种类较少的问题,也一定程度限制了各类成分印迹物的研究,需要开发更多适于各类天然活性成分的功能单体;分子印迹技术关键要有合适的印迹模板分子,而天然活性单体一般较难获取,印迹模板分子缺乏,其制备仍然要依赖于传统分离技术首先获取得到模板分子或者其结构类似物,相关研究受限;天然活性成分印迹聚合物的制备多集中在酚类、黄酮、生物碱等具有酸、碱官能团的物质的分离上,而其他结构类别研究报道则较少涉及,今后应该加大各类型天然产物印迹材料的制备研究。

总之,分子印迹技术已经在天然活性成分的分离分析等方面有了广泛而深入的基础研究,对于天然活性成分的分离纯化研究,也必将随着分子印迹技术的成熟更加深入,并且显现广阔的前景,特别是以分子印迹聚合物微球和分子印迹膜为分离材料的新型印迹分离技术,将是未来适合天然活性成分的规模化制备技术,值得重点开发;分子印迹分离纯化技术也必将成为天然活性成分深入研究的有力技术保障。