免疫學是分子印跡技術的起源，20世紀40年代Pauling在研究抗原與抗體的相互作用時，設想以抗原為模板生物體合成抗體，為分子印跡技術的研究做好了鋪墊[1~2].分子印跡膜就是將需要識別分離的目標分子 （印跡分子）和能與印跡分子進行結合并容易分離的功能單體在交聯劑、溶劑及引發劑的作用下生成分子印跡聚合物，制備成膜，最后采用適當的方式將印跡分子洗脫。印跡分子洗脫后，聚合物中留下了印跡分子的空間結構，當印跡分子再次與聚合物接觸時就對印跡分子具有很好的記憶識別能力。分子印跡膜的這一特性使其在固相萃取分離、色譜技術、手性拆分及仿生傳感器方面具有一定的應用價值。分子印跡膜從20世紀九十年代才開始進行全面研究。
Piletsky等[3]在1990年首次制備的分子印跡膜成功實現了對腺嘌呤酸進行識別和分離。華東理工大學陳安等[4]以茶堿為模板分子，銅離子為配體，4-乙烯吡啶 （4-VP）為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯 （EDMA）為交聯劑，在聚偏氟乙烯 （PVDF）基膜上采用表面涂覆熱聚合的方法制備了金屬配位分子印跡膜，提高了茶堿的結合性能和選擇性，易于分離提純。林雪冰等[5]通過相轉化法制備的分子印跡共混膜對雙酚A表現出了高度的識別性。分子印跡膜由于其優越的識別及選擇性正在被越來越多的領域應用。本文簡要介紹了分子印跡膜的分類及制備過程中的影響因素，重點綜述了分子印跡膜的制備方法，最后對分子印跡膜制備過程存在的問題進行總結并展望了未來的發展，旨在為分子印跡膜的進一步發展提供參考。
1 分子印跡膜的分類[6]
分子印跡膜根據制備材料的不同可分為無機膜、有機膜和有機-無機雜化膜。無機分子印跡膜繼承了無機材料的優點，具有耐腐蝕、耐高溫、高強度等優點，但是同時也存在脆性大，不易加工、孔隙率低等缺點，應用范圍受到一定的限制，研究價值不大，相關報道也不多。有機分子印跡膜是目前主流的印跡分子膜，還可分細分為交聯聚合物膜和非交聯聚合物膜。交聯聚合物膜交聯度高，穩定性好，在膜中形成的印跡分子的三維空間結構不易改變，印跡位點能快速識別目標分子。非交聯聚合物膜與交聯聚合物膜的制備方法不同，它是在膜制備好了之后，直接在膜中引入目標分子的印跡識別位點，省去了自由基聚合交聯，而且以這種方法制備的膜材料可再生性強。有機印跡分子膜克服了無機分子印跡膜脆性大的缺點，同時還具備一定的柔性，具有很好的應用效果，是發展潛力較大的一類分子印跡膜。劉小娟[7]
以甲基丙烯酸 （MAA）為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯 （EGDMA）為交聯劑，AIBN為引發劑，DMMP AIBN為模板分子，并結合卟啉ZnTPP,制備了具有大量的納米孔結構DMMP的分子印跡膜，薄膜重現性及選擇性較好，卟啉傳感膜陣列初步顯示出對200ppmDMMP氣體的檢測效果顯著，為快速檢測農藥殘留提供了很好的途徑。
有機-無機雜化分子印跡膜兼備了無機分子印跡膜和有機分子印跡膜的優點，既具有無機網絡的剛性又具有有機聚合物網絡的柔性。有機分子和無機分子的協同效應改善了分子印跡膜的網絡結構及膜的力學性能和熱穩定性。無機組分和有機組分可通過氫鍵及范德華力等微弱相互作用結合形成雜化膜，由于相互作用力弱所以相溶性較差；為了提高相溶性，可以將兩者通過共價鍵及離子鍵結合。除此之外，對無機膜進行有機改性也是提高相溶性的很好方法。孫娜[8]借助偶聯劑一步合成的有機-無機雜化分子印跡聚合物 （OIHMIP）兼具有機分子印跡聚合物和無機分子印跡聚合物的優點，并能有效地克服各自的缺點，且材料具有獨特的分子識別能力。雜化材料技術與整體柱技術結合，不需碾磨過篩步驟，減少了這些過程對印跡位點的破壞，簡化了制備方法并提高了重復性。
2 分子印跡膜的制備
2.1 原位聚合法
原位聚合法是制備分子印跡膜最簡單的方法。通常是將印跡分子、功能單體、交聯劑、溶劑及引發劑及其他添加劑混合，放在具有一定間距的兩塊制膜基板之間，待交聯反應完全后洗脫印跡分子即可得到分子印跡膜。原位聚合法所制得的分子印跡膜厚度雖然比傳統方法小，但還不是很理想，厚度的大小會直接影響分子印跡膜應用在傳感器中的檢測靈敏度。通量也會因膜厚度受到一定的限制，在實際應用過程中可以根據膜的應用環境，在制膜過程中加入添加劑，增加膜通量。
何皓等[9]對芯片表面使用1,1-巰基十一烷酸（MUA）進行分子自組裝，引發劑氨基丁酰胺鹽酸鹽 （ABAH）通過共價鍵作用結合到自組裝層中并引導分子印跡膜和分子自組裝層的結合，在傳感器表面形成薄且多孔的微囊藻霉素LR分子印跡膜，對微囊藻毒素的定量檢測動態測量可達2.1×10-9~1×10-6mol/L,同時具有良好的特異性檢測能力。原位聚合法合成分子印跡膜在SPR傳感器上可以得到良好應用，SPR傳感器和分子印跡技術的結合具備良好前景，將在小分子檢測方面得到更加廣闊的應用。
原位聚合法制備分子印跡膜的過程中，可以以引發劑來提高自由基聚合的速率及程度，也可以采用熱引發、光引發、紫外引發等引發技術。表面引發的原子轉移自由基聚合作用合成的分子印跡納米線膜，對模板分子苯磺隆具有高選擇性[10].采用熱聚合和光聚合的方法在金膜表面合成黃體酮分子印跡膜作為識別元件應用于表面等離子體共振傳感器檢測黃體酮，能夠實現對黃體酮快速定量的專一性檢測[11].熱引發原位聚合方法制備的白藜蘆醇分子印跡聚合物膜對白藜蘆醇及其結構類似物 （2-萘酚、白藜蘆醇甙和雙酚A）的結合和透過性不同，印跡復合膜對模板分子白藜蘆醇的吸附量遠遠大于其它結構類似物，為非印跡膜的3倍；根據結構相似的物質的透過順序不同來實現對目標產物的分離[12].杜幸潔等[13]以氯霉素為模板分子，四氫呋喃為致孔劑，偶氮二異丁腈為引發劑，采用紫外燈引發聚合在MaxiSorp96孔板上合成氯霉素分子印跡聚合膜。將該氯霉素分子印跡膜作為人工抗體代替氯霉素的生物抗體，采用直接競爭原理，應用化學發光免疫法檢測氯霉素，具有可行性。
張茂升等[14]以0.45μm混合纖維素酯微孔膜為支撐膜，丙烯酰胺為功能單體，N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，通過原位聚合法制備得到孔雀石綠 （MG）分子印跡膜，對模板分子孔雀石綠表現出良好的滲透選擇性，在與類似物甲基紫的競爭滲透中具有優先滲透能力。趙丹丹[15]以改性松香所得到的馬來松香丙烯酸乙二醇酯作為交聯劑和不同的天然藥物為模板分子，應用原位熱引發聚合法 （自由基聚合）及涂附分子印跡聚合物顆粒法，構建了三種以馬來松香丙烯酸乙二醇酯為交聯劑的新型電流型電化學傳感器。該方法制備的鹽酸川芎嗪分子印跡膜抗干擾能力強，操作簡便，用于注射液中鹽酸川芎嗪的快速測定，測量值與標示值符合，回收率在99.0%~101.0%.
2.2 溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是近年來新興的分子印跡膜制備方法，在有機-無機雜化膜的制備中應用較多。溶膠-凝膠法制備分子印跡膜首先要將印跡分子與交聯劑、溶劑及其他助劑制備成均質的溶液，形成凝膠，這個過程中會發生水解、縮合及縮聚等反應，然后加入功能單體充分反應，制備分子印跡膜。此法具有操作簡單、反應條件溫和，可以根據應用要求對分子印跡膜的結構進行調整。
王凱[16]設計合成了低聚倍半硅氧烷/二氧化鈦復合溶膠和二氧化硅/氧化錫銻復合溶膠，并將其應用于制備分子印跡傳感器。同時用原位FTIR技術詳細研究了低聚倍半硅氧烷/二氧化鈦復合材料成膜的動力學行為，并且用電化學方法研究了兩種印跡傳感器的電化學檢測性能。洗脫除去鹽酸普魯卡因胺后的低聚倍半硅氧烷/二氧化鈦分子印跡膜的表面粗糙度明顯變大，增大了比表面積并且很多孔洞及特異孔穴在分子印跡膜表面形成，此復合交聯膜具有良好的熱穩定性。加入錫銻溶膠ATO改善了復合溶膠的導電性，使得印跡傳感器在人血清樣品中檢測去甲腎上腺素的回收率達到99.67%以上。
以3,4-二羥基苯甲酸作模板分子，在玻碳電極表面恒電位沉積四甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷，經無水乙醇將模板分子洗脫，制得的硅溶膠-凝膠分子印跡膜電極能有效地抑制電化學氧化過程中3,4-二羥基苯甲酸的電聚合及其同分異構體2,4-二羥基苯甲酸對測定的干擾。該修飾電極對3,4-二羥基苯甲酸測定的線性濃度范圍為1.0×10-5~8.0×10-4mol/L,濃度檢測下限為5.0×10-6mol/L.制備過程中凝膠化過程和蒸發過程的分開，使硅烷有充分水解和干燥的時間，更有利于物質在膜內的擴散，有效地避免了膜的開裂[17].
采用溶膠-凝膠法相轉化成膜后，用超聲振蕩溶劑萃取法洗脫模板分子，能得到對紅霉素分子具有優異分離選擇性的分子印跡膜[18] .蔣洪權[19]采用聚乙二醇印跡的溶膠-凝膠法，以殼聚糖作為功能性生物材料，將殼聚糖與γ-環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷 （GPTMS），聚乙二醇分子的混合溶液涂覆于硅膠表面。通過GPTMS的自水解、自縮合、及硅烷自水解產生的硅羥基間的共縮合、殼聚糖的氨基原位共價交聯制備了硅膠支載殼聚糖大孔有機-無機雜化分子印跡膜。該雜化材料具有良好的熱穩定性，結合金屬離子后得到了多孔性固定化金屬親和吸附劑。
2.3 相轉化法
相轉化法是將制膜所需的功能單體、印跡分子、引發劑等溶于溶劑中進行反應后直接在支撐體上刮膜，再轉入非溶劑凝固浴中固化或者在一定溫度下的惰性氣體中使溶劑蒸發干燥，洗脫印跡分子后就制備成了分子印跡膜。相轉化法是提高分子印跡膜通量的有效方法之一，能直接在已有的聚合物材料中引入識別位點，省去了自由基聚合反應，聚合物膜結構是在印跡分子存在下從其聚合物溶液中經相轉化形成的[20~21].
相轉化法制備分子印跡膜不涉及聚合反應，因此反應條件簡單，且制備的分子印跡膜性能還得到了提升，是值得推廣的分子印跡膜制備技術。夏紹靈[22]利用高分子設計方法，以生物體內RNA中的四種組成成分之一尿嘧啶 （URA）為模板分子，以 含 有 丙 烯 腈 （AN） 成 膜 基 和 甲 基 丙 烯 酸（MAA）及兩親性的N,N-二甲基-N -十八烷基-季銨基對甲基苯乙烯 （SMA）功能基的共聚物為膜材料，將相轉化法和分子印跡技術相結合，制備了識別尿嘧啶分子的高分子膜。
超臨界二氧化碳在制備微球、空泡沫等微孔結構中具有一定優勢，張泉秋[23]選擇超臨界二氧化碳為非溶劑，以丙烯腈和甲基丙烯酸的共聚物為聚合物，尿嘧啶為模板分子，二甲基亞砜為溶劑，結合相轉化法制備了具有識別尿嘧啶功能的分子印跡膜。制膜過程可以通過調節超臨界二氧化碳的壓力和溫度控制模板分子尿嘧啶在超臨界二氧化碳的溶解度，從而使更多的模板分子結合到膜中，形成更多的有效識別位點，從而提高膜的識別能力。
趙艷艷[24]用富含羥基和羧基的天然手性聚合物海藻酸鈉 （SA）為功能聚合物，以D-苯丙氨酸（D-Phe）為模板分子，通過相轉化法并采用硫酸處理與戊二醛交聯兩種后處理方式，制備了D-Phe分子印跡SA膜?？疾炝司酆衔餄舛?、模板分子含量、原料 液 中 甲 醇 濃 度 及 熱 處 理 溫 度 等 因 素 對D,L-Phe混 合 物 拆 分 性 能 的 影 響。優 化 條 件 下SA-H（D）和SA-GA（D）兩類分子印跡膜的分離因子分別為1.32和1.47,戊二醛交聯SA膜的拆分性能優于硫酸處理SA膜。
2.4 電化學聚合法
電化學聚合法制備分子印跡膜時首先要對電極進行清洗，然后制備制膜液，調pH,再將制膜液倒入選定好的電解池中進行聚合，根據印跡分子及成膜特性通過水洗、酸洗或磁力攪拌等方法脫除印跡分子。電化學聚合法可以在任何形狀的金屬電極表面聚合得到致密的聚合膜，可通過調節電聚過程聚合溶液的濃度和電聚合掃描圈數等參數控制膜的厚度[25],是研究比較活躍的分子印跡膜制備方法，循環伏安法是電化學聚合法中最常用的制膜方法。
戴芳芳等[26]以鄰氨基酚為功能單體，間苯氧基苯甲酸為模板分子，采用循環伏安法在玻碳電極表面聚合形成可用于檢測間苯氧基苯甲酸的分子印跡膜，結合電化學技術用于水中間苯氧基苯甲酸的檢測研究，30s可對間苯氧基苯甲酸完成響應，在2.00~11.00mg/kg濃度范圍內，分子印跡膜的響應電流變化值與間苯氧基苯甲酸濃度呈線性關系，檢出限為1.47mg/kg;加標水樣回收率在92.00%~101.00%之間，為快速檢測環境污染物間苯氧基苯甲酸提供了依據。
李歡歡等[27]以苯胺為功能單體和交聯劑，氯霉素為模板分子，采用電化學聚合法 （循環伏安法）在金電極上合成了具有快速響應能力的聚苯胺分子印跡膜。結合差示脈沖伏安法建立了針對氯霉素的檢測方法，并將所制備的聚苯胺分子印跡膜用作電化學傳感器以測定氯霉素眼藥水中的氯霉素。所制備的聚苯胺分子印跡膜具有制備簡單，響應快速，靈敏度高，再生性能良好等特點。其對氯霉素眼藥水中的氯霉素的檢測結果令人滿意，有望用于實際樣品中氯霉素的檢測。
謝成根等[28]以水楊酸為模板分子，采用循環伏安法電聚合形成聚吡咯膜，以固定電位過氧化法去除印跡分子，制備了水楊酸分子印跡膜電極。印跡電極能促進水楊酸電氧化過程，有效地避免結構類似物 （如苯甲酸）對其測定的干擾。循環伏安法用于電化學檢測，當富集時間為10min,磷酸鹽緩沖溶液的pH=6.86時，在1.0×10-6~2.0×10-3mol/L濃度范圍內，水楊酸氧化峰電流與其濃度呈良好的線性關系，檢出限為0.8μmol/L.
3 展望
分子印跡膜具有預先的特異識別能力，高度的專一性和選擇性，已經在萃取分離、色譜技術、手性拆分、仿生傳感器等方面得到了應用，也引起了國內外學者的高度關注。分子印跡膜制備技術的成熟能更好地促進其產業化生產及應用。但是分子印跡膜制備過程中影響因素較多，而且不同的制備方法所得到的膜的選擇性及通量也有很大差異，很大程度地限制了分子印跡膜制備技術的發展。在不斷的探索中，也有研究者將新技術與上述幾種相對成熟的制備技術進行結合，收到了很好的效果，這也是未來分子印跡膜制備的一個突破點；同時還要降低分子印跡膜的制備成本，優化制備工藝；印跡分子的洗脫也是制備難題，洗脫不完全結合位點減少，降低了分子印跡膜的使用價值，此方面的研究還需深入。相信隨著分子印跡技術的完善及膜科學的發展，分子印跡膜制備將會獲得突破性進展，其應用也會不斷拓展。
參考文獻
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