從MIPs談分子印跡技術在藥物分析中的應用

2021-01-09 健康一線視頻網

作者：小泥沙

分子印跡技術起源於生物免疫學，是一種依賴於抗原與抗體特異性識別原理製備聚合物（MIPs）以實現分子精準識別的技術。MIPs是一種能夠對特定的目標分子及其結構類似物特異性識別和分離的高分子聚合物，它不僅對目標分子具有與生物抗體類似的高選擇性，而且具有較好的化學穩定性和機械強度，因此廣泛地應用於環境分析、食品分析、藥物分析等領域。

分子印跡以目標分子為模板分子，選擇匹配的功能單體通過共價、非共價等與模板分子鍵合，形成單體－模板複合物。複合物在合適的交聯劑、引發劑等條件下反應形成高度交聯的聚合物。聚合物在洗去模板分子後，即可得到與模板分子空間結構相似、對目標分子能特異性結合的立體識別位點的吸附劑。該吸附劑可憑"記憶"選擇吸附複雜基質中的特定分子，達到對目標分子的分離富集。

根據模板分子與功能單體間的鍵合作用，目前主要有共價法、非共價法，準共價法和金屬離子印跡方法。

共價印跡法是指模板分子與功能單體以共價鍵結合，其結構穩定，特異性高。但製備過程繁瑣，模板分子難以洗脫下來，回收利用時也難達到熱力學平衡，所以關於共價型分子印跡聚合比較少利用。非共價印跡法與共價印跡法相比，模板分子與功能單體主要以氫鍵、疏水作用、範德華力等非共價鍵結合，其中氫鍵應用最為廣泛。其合成簡單，操作靈活，氫鍵作用形成較弱，結合、解離速率快，模板易洗脫，吸附迅速，適用性強。但因結合位點作用強度不均容易造成非特異性吸附，從而降低選擇性。準共價印跡法是共價法與非共價法兩種方法的結合，即模板分子與功能單體以共價鍵合，吸附識別以非共價作用力結合，所以既有共價法結合位點均一、選擇性強又有非共價法吸附結合迅速、適用廣泛的優點。金屬離子印跡法主要依賴螯合、絡合等金屬配位作用，以不飽和軌道的金屬在配位層接受O、S、N等配位原子的孤對電子形成分子印跡，配合物的穩定性決定了印跡過程是屬於共價型還是非共價型。

以MIPs 材料為基礎的各種樣品前處理新方法已逐漸應用於分析化學各領域中，如基於MIPs的手性分析、固相萃取、固相微萃取、磁性固相萃取、傳感器和酶聯免疫分析等。分子印跡的核心在於模板分子的識別與分離，MIPs 材料的空腔位點可對特定的模板分子進行可逆性的識別和分離，通過高選擇性消除幹擾是其最重要的特徵。因此MIPs 與液相色譜、氣相色譜、毛細管電泳聯用可大大簡化分析過程，避免基質幹擾效應，從而顯著改善實驗效果。當前，對純對映體及消旋體的生物活性和毒性研究熱點促進了手性分子分離技術的發展。與傳統色譜法相比，分子印跡技術避免了手性固定相價格高昂，極易汙染，手性流動相選擇小，手性衍生化操作繁瑣易產生副產物，適應性差等的缺點。固相萃取是MIPs最廣泛的應用，相應的研究報導較多。如以甲基丙烯酸（MAA）、二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）、2，2－偶氮二異丁 腈（AIBN）和文拉法辛（VEN）作為致孔劑溶劑、單體、交聯劑、引發劑和模板，通過非共價沉澱聚合法製備MIPs 並用於抑鬱症患者血漿樣本中VEN及其代謝產物的UHPLC-MS/MS分析。將固相微萃取和MIPs技術相結合，如MIPs單體/塗層/管內/溶膠凝膠-SPME等，可製備出高機械學穩定性和熱穩定性的材料用於臨床樣品分析。分子印跡傳感器則具有選擇性強、靈敏度高、價格便宜等優點。表面印跡聚合是在固相表面形成結合位點，該技術製備的聚合物吸附容量大，吸附、解吸迅速，傳質快，很好地彌補了傳統印跡製備方法的缺陷。由於MIPs表現出的接近天然抗體對抗原的高度親和性和專一性，因此以MIPs替代生物抗體用於藥物的免疫分析也是MIPs的一個重要應用方向。

目前，雖然MIPs還有諸如交叉反應、傳質係數低、重複性較差、製作成本高等缺點，但MIPs的發展前景較好，相信以後將更廣泛地應用於臨床藥物分析工作之中。MIPs在臨床藥物分析的發展方向可能出現在以下幾個方面：如合成具有更高選擇性、高容量的MIPs材料；對水溶液中成分的直接檢測，尤其是對蛋白質、細菌、激素、毒素等大分子的檢測；以及商業化MIPs材料（如試劑盒、固相萃取柱等）的開發與推廣。

參考文獻：

[1] 何玉琴. 分子印跡技術在藥物分析中的應用[J]. 中西醫結合心血管病電子雜誌, 2017(30):102-102..

[2] 謝靜,王甜甜,熊靜,丁立生,梁健,周璐煒,青琳森.分子印跡聚合物的製備及其在臨床藥物分析中的應用進展[J].中國醫院藥學雜誌,2019,39(04):407-411.

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