表面分子印迹纳米微球的制备与性能

微球的研究一直是材料和化学领域的研究热点。分子印迹技术是采用仿生学的理论制备具有识别性功能材料的一种技术。本书主要论述表面分子印迹纳米微球的制备以及其在分子印迹领域中的应用，以识别生物分子包括氨基酸、多肽等。本书所涉及的研究内容包括2015年的国家自然科学基金重点项目“蛋白印迹响应性高分子磁性复合微球多层次结构调控与性能”及2012年的国家自然科学基金面上项目“手性离子液体中蛋白质分子印迹膜的设计合成及识别机理研究”，具有一定的学术推广价值。

 

《表面分子印迹纳米微球的制备与性能》在介绍分子印迹技术和表面分子印迹技术发展的基础上，阐述了不同结构的纳米微球载体的制备方法，并对采用不同表面接枝技术所制备的表面分子印迹纳米微球的结构和相关分离识别性能进行了介绍。

《表面分子印迹纳米微球的制备与性能》可作为材料、化学等学科科研人员的参考用书，也可供高等院校相关专业学生学习参考。

 

第1 章 绪论 1

1.1 分子印迹技术概述 1

1.2 分子印迹材料的制备方法 2

1.3 分子印迹材料性能的影响因素 6

1.4 分子印迹材料性能的研究方法 8

1.5 分子印迹材料的应用 9

1.6 分子印迹微球的制备 9

1.7 表面分子印迹微球的制备 11

1.7.1 种子溶胀聚合法 11

1.7.2 表面模板聚合法 12

1.7.3 表面引发聚合法 12

1.8 表面分子印迹纳米微球的优点 17

1.9 生物分子印迹的研究现状 18

1.10 展望 21

参考文献 22

第2 章 核壳表面分子印迹纳米微球 30

2.1 引言 30

2.2 核壳表面分子印迹纳米微球的制备 31

2.3 核壳表面分子印迹纳米微球的表征 33

2.3.1 纳米微球载体的表征 33

2.3.2 离子液体功能化纳米微球的表征 33

2.3.3 核壳表面分子印迹纳米微球的表征 37

2.4 核壳表面分子印迹纳米微球的性能及调控 38

2.4.1 模板分子胸腺五肽的构象稳定性 38

2.4.2 平衡吸附性能 40

2.4.3 吸附动力学行为 43

2.4.4 体系pH 值的影响 44

2.4.5 离子强度的影响 45

2.4.6 温度的影响 45

2.4.7 选择识别性能 46

2.4.8 重复使用性能 48

参考文献 49

第3 章 多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球 52

3.1 引言 52

3.2 多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球的制备 53

3.3 多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球的表征 55

3.3.1 高交联纳米微球载体的表征 55

3.3.2 表面离子液体功能化表征 56

3.3.3 多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球的结构 59

3.3.4 多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球的形貌与表面结构分析 61

3.4 多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球的性能 63

3.4.1 平衡吸附性能 63

3.4.2 吸附动力学 64

3.4.3 竞争识别性能 65

3.4.4 再生使用性能 67

参考文献 68

第4 章 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球 70

4.1 引言 70

4.2 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的制备 71

4.2.1 高交联树莓型纳米微球的制备 71

4.2.2 高交联树莓型纳米微球表面的离子液体功能化 72

4.2.3 模板固定化过程 72

4.2.4 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的制备过程 73

4.3 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的表征 75

4.3.1 高交联树莓型纳米微球的制备 75

4.3.2 高交联树莓型纳米微球的离子液体功能化及表面性质 82

4.3.3 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的结构 83

4.3.4 高交联纳米微球的应用优势 84

4.4 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的性能 85

4.4.1 模板分子的固定化性能 85

4.4.2 模板固定化机理 92

4.4.3 识别与吸附性能 101

4.4.4 树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的优势 106

参考文献 108

第5 章 球形核壳表面分子印迹纳米微球 111

5.1 引言 111

5.2 球形核壳表面分子印迹纳米微球的制备 112

5.2.1 载体的制备 112

5.2.2 载体表面的接枝 113

5.2.3 球形核壳表面分子印迹纳米微球的制备过程 113

5.3 球形核壳表面分子印迹纳米微球的表征 114

5.3.1 载体表面的苄基氯密度表征 114

5.3.2 P(EGDMA-CMS)@Iniferter 纳米微球的接枝表征 115

5.3.3 球形核壳表面分子印迹纳米微球的表面结构和性质表征 115

5.4 球形核壳表面分子印迹纳米微球的性能 118

5.4.1 等温吸附性能 118

5.4.2 吸附动力学 120

5.4.3 选择识别性能 123

5.4.4 竞争吸附性能 125

5.4.5 再生使用性能 126

参考文献 127

第6 章 磁性核壳表面分子印迹纳米微球 129

6.1 引言 129

6.2 磁性核壳表面分子印迹纳米微球的制备 130

6.3 磁性核壳表面分子印迹纳米微球的表征 132

6.3.1 化学结构 132

6.3.2 表面元素 133

6.3.3 表面形貌 134

6.3.4 磁性能 135

6.3.5 热稳定性 136

6.4 磁性核壳表面分子印迹纳米微球的性能 136

6.4.1 吸附等温线 136

6.4.2 吸附动力学 139

6.4.3 选择识别性能 141

6.4.4 体系pH 值影响 142

6.4.5 再生识别性能 143

6.5 选择性识别性能对比 143

参考文献 144

 

在人体中存在众多具有活性的细胞和生物分子，它们是在一个巨大的组织环境中相互合作而工作着。如果没有这种高度有效的合作，生命将无法继续。因此，分子识别对于生命的延续是至关重要的。分子印迹技术（molecularly imprinted technique）是一种高选择性分离及分子识别技术，是集高分子设计、分子自组装、超分子化学等众多学科特长而发展起来的一门新型的边缘学科分支。分子印迹技术的研究历史已经长达90 年之久，当前，分子印迹技术仍然是材料和化学领域研究的热点之一，尤其是以识别和分离生物分子的表面分子印迹纳米微球为突出。国内外相关研究成果逐年增加，尤其是在近20 年，众多研究成果发表在国内外学术期刊中。由此可见，一本包含表面分子印迹纳米微球的制备及性能方面的专著对于已经和试图从事该领域研究、生产的科研工作者是有益的。

本书内容主要是不同类型的表面分子印迹纳米微球的制备及性能。本书共分为 6 章。第 1 章简述了分子印迹技术的发展、分子印迹材料的制备方法及其性能的影响因素、分子印迹材料性能的研究方法，介绍了分子印迹纳米微球的优势以及以生物分子为模板分子的分子印迹技术的研究现状，并展望了该领域的研究所面临的机遇和挑战。第 2 章介绍了核壳表面分子印迹纳米微球的制备和性能。第 3 章介绍了多识别位点核壳表面分子印迹纳米微球的制备和性能。第 4 章介绍了树莓型核壳表面分子印迹纳米微球的制备和性能。第 5 章介绍了球形核壳表面分子印迹纳米微球的制备和性能。第 6 章介绍了一种磁性核壳表面分子印迹纳米微球的制备和性能。本书主要由杜春保编写，胡小玲参与了审定、校对工作，并为书稿中部分关键技术提供了素材。

本书各章末都列出了参考文献，可供读者对该领域的研究作延伸阅读。

本书获西安石油大学优秀学术著作出版基金资助，研究内容得到了国家自然科学基金项目（21174111，51433008，22002117）、陕西省自然科学基础研究计划（2021JQ-585）和陕西省教育厅专项科研计划（20JK0839）的支持。宋任远、郭龙霞、高绪勉等对本书部分内容作了辅助性工作，在此致以衷心的感谢。

由于著者学识有限，书中疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

著者

2021 年4 月