分子印跡技術是指制備對某一特定目標分子具有特異選擇性的聚合物即分子印跡聚合物（ molecu-larly imprinted polymers,MIPs） 的程序，常被形象地描繪為制造識別“分子鑰匙”的“人工鎖”的技術。
分子印跡最先由 Polyakov 在 1931 年提出，20 世紀80 年代后發展迅速[1],現階段在萃取/分離、化學/生物傳感和人工抗體等方面應用廣泛。本研究組[2,3]綜述了分子印跡在上述各方面的研究及應用，李攻科研究組[4]綜述了近年來分子印跡微萃取技術的研究進展，唐和清研究組[5]綜述了基于分子印跡的高毒性有機污染物的去除。MIPs 材料作為固相吸附劑在色譜中的應用主要體現在環境、食品、生物等樣品的前處理中（ 固相萃取、基質固相分散萃取、固相微萃取、攪拌棒吸附萃取和磁萃取等多方面） .本文就此綜述了近3 年來 MIPs 作為固相萃取劑的研究新進展，并總結了目前分子印跡制備技術的挑戰和解決方案，最后對其作為固相萃取材料進行了展望。
1 MIPs 在萃取中的應用
固相萃?。?solid phase extraction,SPE） : 這是利用固體吸附劑對液體試樣中各組分的吸附力差異而實現待測組分和干擾組分分離的技術。固相吸附劑對目標分析物的選擇性越高，則分離效率越高。因此，采用高選擇性的 MIPs 作為 SPE 吸附劑，可實現目標分析物的高效萃取富集[2,6].Xu 等[7]將多孔聚合物與分子印跡相結合，制備了多孔中空、單孔中空和多孔實心 3 種莠去津多孔結構的 MIPs.并將單孔中空結構莠去津印跡聚合物作為 SPE 填料用于土壤加標樣品中 5 種三嗪類除草劑的高選擇性濃縮富集，通過高效液相色譜（ HPLC） 檢測，加標回收率為 94. 5%~106%,相對標準偏差（ RSD） 為 1. 17%~ 4. 24%.該類多孔 MIPs 的制備和應用，為復雜樣品基質中三嗪的分離富集提供了一種有效方法。
Zhang 等[8]通過多步溶脹聚合合成單孔中空 MIPs,并將其用作 SPE 填料來選擇性地萃取蘇丹紅染料獲得了滿意的結果，實現了辣椒醬中蘇丹紅的測定。該方 法 檢 出 限 為 3. 3 和 5. 0 μg/kg,回 收 率 為89. 7% ~ 102. 0%.Song 等[9]采用溶膠-凝膠表面印跡方法通過非共價聚合，以 16 種多環芳烴（ PAHs）為模板分子，成功合成了具有高選擇性的 MIPs,并以此作為 SPE 填料來萃取海水中的 PAHs,用氣相色譜-質譜（ GC-MS） 作為檢測手段。結果表明，該法對于海水中 PAHs 的檢測是一種選擇性好、準確度高、靈敏度高的方法。Peng 等[10]將甲基甲磺隆印跡聚合物包裹在硅納米球上制備納米級的固相吸附材料。采用分散固相萃取選擇性地萃取了土壤、大米、大豆和玉米中的硫脲類除草劑。此法簡單、快速、回收率高。
基質固相分散萃?。?matrix solid phase disper-sion,MSPD） : 這是一種新型的樣品前處理技術，集樣品提取、凈化于一體，既避免了樣品損失又節省了溶劑，具有操作簡便快捷、提取效率高、無需特殊設備等優點，并可進行大批量自動化分析，因而廣泛應用于藥物殘留、污染物和有害成分的分析。MIPs 作為一種選擇性高的固相吸附劑應用于 MSPD 中為復雜基質中污染物及有害成分的分析提供了有力的技術支撐。Wen 等[11]利用經典聚合方法---本體聚合合成了以莠去津為模板分子的 MIPs,并將其用作MSPD 的分散劑萃取土壤、西紅柿和草莓中的莠去津、撲滅津等三嗪類除草劑，用膠束電動色 譜（ MEKC） 檢測。在最佳的萃取和檢測條件下，實現了三嗪類除草劑高選擇性、高靈敏度的檢測。方法檢出限在12. 9 ~31. 5 ng/g 之間，回收率為65. 1%~97. 4%.此法簡單、快速，并適用于多種復雜基質如土壤、蔬菜和水果中除草劑的選擇性萃取和檢測。
固 相 微 萃 取 （ solid phase microextraction,SPME） : 這是以 SPE 為基礎研發的一種無溶劑前處理方法，易與 GC、HPLC 和 CE 聯用，從而得到廣泛的應用，已成功應用于氣體、水體、土壤、底泥等環境樣品中有機物甚至無機物的分析中。SPME 過程實際上是樣品中各組分在萃取纖維涂層表面吸附/解吸附過程，通過選擇固載不同基團的涂層的萃取頭，使目標組分得到最佳萃取效率而其他組分受到抑制。其中 MIPs 涂層由于制備簡單、能夠反復使用、機械強度較高、耐高溫和耐溶劑性好，尤其是具有高效選擇特異性的優點，可適用于復雜環境介質中的痕量目標物分析，應用前景廣闊，已成為選擇性SPME 涂層的研究熱點之一。Golsefidi 等[12]通過溶膠-凝膠方法合成了氯原酸 MIPs,在印跡合成過程中還加入了多壁碳納米管來改善印跡材料的吸附速率。將 MIPs 聚合在中空纖維膜（ HF） 上用于 SPME裝置，高效、快速地萃取藥物樣品中的氯原酸。該MIP-HF-SPME 法獲得了較低檢出限（ 0. 08 ng / mL） ,實現了氯原酸的高選擇性、高靈敏度檢測。
攪拌棒吸附萃?。?stir bar sorptive extraction,SBSE） : 這是一種新型的環境友好型樣品前處理技術，先使目標化合物在樣品基質和攪拌棒表面涂敷的高分子材料涂層之間達到分配平衡，然后利用熱脫附或溶劑脫附技術進樣分析。目前廣泛采用的涂層材料為聚二甲基硅烷（ PDMS） ,這種采用溶膠-凝膠法制備的涂層結構緊密，且高度疏水，化學性質穩定，適用于水相中非極性和弱極性化合物的萃取。黃曉佳研究組[13]綜述了攪拌棒固相萃取的研究進展。但是由于 PDMS 涂層種類單一，而且選擇性不高，所以各種新型的 SBSE 涂層應運而生。具有高選擇性的 MIPs 材料就成為 SBSE 的重要涂層之一。
他們[14]以雙酚 A（ BPA） 為模板分子，利用整體材料“原位”聚合技術制備了 BPA-MIPs 萃取攪拌棒，然后與 HPLC 聯用，對環境水樣中的 BPA 進行選擇性地萃取。在最佳的萃取條件下，MIP-SBSE 可對 BPA進行有效的選擇性吸附，線性范圍為 1. 0 ~ 200μg/L,檢出限為 0. 28 μg/L,回收率為 96. 0% ~108. 7%.Hu 等[15]通過化學鍵合把三嗪類除草劑MIPs 鍵合到玻璃攪拌棒上，并用此攪拌棒成功萃取了大米、蘋果、卷心菜和土壤中的三嗪類除草劑，方法檢出限在 0. 04 ~ 0. 12 μg/L 之間，回收率為72. 0% ~ 114. 8%.
磁性材料萃取 （ magnetic material extraction,MME） : 將 MIPs 修飾在磁性納米微球（ 如： Fe3O4磁性微球） 表面就形成了分子印跡磁性微球。這種材料在使用時通過磁性分離就可以將吸附了目標化合物的微球和樣品基質快速分離，使整個樣品前處理過程變得簡單易行。李攻科研究組合成了多種分子印跡磁性微球作為樣品前處理的吸附材料[16 -18],并詳細總結了分子印跡磁性微球在樣品前處理方面的應用[4].王志研究組[19]也對其進行了綜述。Xu等[20]通過結合分子印跡技術與刺激響應聚合物，制備了一種新型的光-磁雙重響應的分子印跡聚合物（ DR-MIPs） ,該聚合物具有傳質快、吸附容量高、選擇性好、易分離等優勢。簡單、快速、低成本且環境友好的 MIPs 磁萃取方法在復雜基質痕量分析中具有巨大的應用潛力。
目前，MIPs 作為固相吸附劑主要用于萃取環境、食品和生物等樣品中的目標分析物。其中環境水、土壤等介質中的莠去津[7,21]、雌激素類化合物[22]和雙酚 A[23]等在環境基質中研究較多； 食品樣品種類繁多，MIPs 作為固相吸附劑用于食品中目標分析物的檢測近年來備受關注，例如： 卷心菜、向日葵籽和茶葉中的氯乙酰胺類農藥[24]、麥片中毒枝霉素[25]和牛奶中氧四環素[26]的選擇性萃取及測定等。生物樣品中關于血清和尿液的研究較多，例如溴芐環己銨的 MISPE 分析[27],麻黃素和麻黃堿的MI-SPME 分析[28],氟喹諾酮類和黃嘌呤類衍生物的MI-MSPD 分析[29]等。
2 MIPs 制備技術的挑戰及解決方案
盡管目前各種新型的 MIPs 不斷出現并且得到廣泛應用，但仍然在制備技術上面臨諸多挑戰和問題，解決它們勢在必行。印跡容量低和功能單體單一： 分子印跡技術發展中遇到的最大問題仍然是印跡容量低，主要原因在于 MIPs 的制備過程中使用大量交聯劑（ 通常的物質的量比為模板∶ 單體∶ 交聯劑 =1∶ 4∶ 20） .大量交聯劑的使用使得單位質量印跡聚合物中的識別位點數量有限，且位點的利用率較低。此外，傳統本體聚合方法得到的 MIPs 往往具有顆粒不均勻、形態不規則等缺點從而導致傳質慢，結合量低。解決這一問題的途徑通常有兩條： （ 1） 結合納米技術，制備納米級且形狀規則、粒徑均一的印跡微球[30,31]; （ 2）采用 表 面 印 跡 技 術，制 備 超 薄 殼 層 的 印 跡 材料[9,30 -32].Cao 等[31]將聚苯胺固定在印跡納米纖維表面，通過洗脫除去模板分子，在納米纖維聚合物表面上留下識別孔穴。研究結果表明，該表面印跡聚合物的印跡容量大大提高，并可以應用在生物分子或者生物傳感器領域。
功能單體單一也限制了 MIPs 的發展。通用的功能單體仍局限于甲基丙烯酸、乙烯基吡啶、丙烯酰胺這幾種[2].這些單體對很多模板分子缺少特異性的高親和力的結合位點，從而造成所制備的 MIPs結合容量較低。根據具體的模板分子設計合成專一性功能單體可以解決上述問題[33].
水相識別： 目前多數 MIPs 的制備和應用都局限在有機溶劑中進行，而天然的識別體系以及 MIPs 所面臨的實際應用環境則多是水性體系。水環境下的分子識別問題仍是一個較大的挑戰，存在于兩個方面： MIPs 在水相中不均勻分散的問題和 MIPs 可以識別水相中目標物的問題。解決其在水相中均勻分散的問題可以采用的方案是對其表面進行親水性改性，如接枝親水性的聚合物刷。解決不可以水相識別的問題一般要采用金屬螯合作用力、疏水作用力等不受水干擾的作用力進行印跡，這就對功能單體提出了要求； 另外，識別微環境最好與聚合微環境相一致，聚合條件盡量溫和，不破壞聚合位點，紫外聚合可重現常溫的預結合與再識別，防止高溫破壞。
與有機介質不同的是，由于水分子的參與，水環境下的分子識別問題要復雜得多，水溶液的組成、pH 值、溶液中鹽的離子強度、極性有機溶劑加入的比例和種類等，均會對作用雙方產生顯著的影響。Watabe等[34]以對叔丁基苯酚為替代模板，制備了尺寸均一的分子印跡固相萃取劑進行在線預處理，檢出限達0. 36 ng / L,成功應用于環境水樣中雙酚 A 的測定。
大分子識別： 現階段 MIPs 的研究重點從親脂性的有機小分子逐漸轉移到有機大分子，特別是多肽、蛋白質等生物大分子，甚至整個細胞的印跡。但是蛋白質分子結構復雜，與功能單體的結合位點多，這就造成了功能單體選擇困難； 另外，巨大的分子體積使其在印跡聚合物中傳質較差，不易洗脫； 而且蛋白質在許多條件下易發生變性失活，空間結構改變。
因此，蛋白質聚合物合成條件較為苛刻，功能單體、交聯劑、溶劑、聚合溫度等條件的選擇對合成高選擇性 MIPs 十分重要。He 等[35]及 Jing 等[36]在二氧化硅球表面成功制備了溶菌酶分子印跡聚合物，所制備的 MIPs 對模板蛋白分子有良好的選擇性。
3 結論與展望
綜上所述，具有構效預定性、特異識別性和廣泛適用性的新型 MIPs 的不斷制備和發展必將為復雜樣品的前處理手段提供很好的技術平臺，而且快速、靈敏的色譜檢測手段的發展也為分析物的檢測提供了有利的工具，這將更加促進 MIPs 作為固相吸附劑在各領域樣品前處理中的應用，為實現目標物的高選擇性、高靈敏度檢測奠定堅實基礎。此外，MIPs也正在被越來越多地用作液相色譜柱的填料（ 比如某些分子印跡預處理柱和整體柱的制備等） 用于在線分析。但是，MIPs 作為 MSPD 和 SBSE 的固相吸附劑的研究還不是非常全面，這就對分子印跡技術在樣品前處理的應用方面提出了新的挑戰； 其次，為了實現微型化、高效、快速、準確和高選擇性地萃取復雜基質中的目標分析物，對 SPE 和 SPME 進行適當的改良是 MIPs 在樣品前處理應用方面面臨的另一挑戰。分析工作者應積極應對挑戰并找到有效的解決策略，深入拓展分子印跡固相吸附劑在色譜樣品前處理方面的應用。
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