分子印迹技术在各类物质的分离分析上均展示出良好的性能与应用前景。图片来源：百度图片

虽然分子印迹技术这一概念提出的时间较早，但近几年才进入平稳的高速发展期。分子印迹技术因具有高度的专一识别性、稳定性以及可多次重复使用等优点，越来越受到各领域研究人员的青睐。

■本报记者 李惠钰

如今，分子印迹技术这种具备特异识别功能的新兴技术已经广泛应用于生命科学、生物工程、环境监测、天然药物和食品工业等多个领域。

“制药厂在原料取材时，有的药物成分需要保留，有的则要剔除，可由于药物成分的分子结构一模一样，以前的技术很难将其分离，现在有了分子印迹技术，成分分离易如反掌。”

在日前召开的第八届分子印迹国际会议上，江苏大学高分子学科带头人李松军向大家展示了分子印迹技术的神奇功效。

如今，这种具备特异识别功能的新兴技术已经广泛应用于生命科学、生物工程、环境监测、天然药物和食品工业等多个领域。而它所具有的对目标分子的强亲和力和高选择性等突出优点，也将给不少产业带来新的契机。

识别“分子钥匙”的“人工锁”

“分子印迹技术”这一听起来十分专业的名词，李松军却解释得活灵活现：“在污水处理时，要想分离出能溶于水的污染物，就要找到能识别出溶水污物这把‘钥匙’的‘锁’，当锁找到了钥匙，就可以将物质分离出来，这就是分子印迹技术。”

李松军将分子印迹技术形象地描述为钥匙和锁的关系，即模拟自然界存在的分子识别作用，以目标分子为模板，合成具有特殊分子识别功能的分子印迹聚合物，制造出识别“分子钥匙”的“人工锁”。

中国农业大学理学院教授李楠对《中国科学报》记者表示，分子印迹结合了高分子化学、材料科学、化学工程及生物化学等多门学科，该技术是利用分子印迹聚合物，模拟酶对底物、抗体对抗原或受体对抑制剂之间的相互作用，对印迹分子（也称模板分子）进行专一识别。

“虽然分子印迹技术这一概念提出的时间较早，但近几年才进入平稳的高速发展期。” 李楠称，分子印迹技术因具有高度的专一识别性、稳定性以及可多次重复使用等优点，越来越受到各领域研究人员的青睐。

解决产业难题

如今，分子印迹技术在各类物质的分离分析上均展示出良好的性能与应用前景。例如，在制药领域，分子印迹技术可以有效分离出药物中的副反应成分；在香烟过滤嘴里放入分子印迹聚合物，还能有效过滤尼古丁，使其无法吸入人体。

随着人类疾病分子生物学、基因工程和蛋白质工程等研究的深入，各种新型生物分子靶标不断涌现，其中不乏以抗体或其他生物活性物质为靶头设计的新型给药系统，然而生物活性物质却常常出现易受体内外环境因素破坏、易产生免疫原性等问题。

蛋白质分子印迹技术则可以将靶标分子直接印迹于材料上，当印迹材料再次与靶标分子相遇时便可发生特异性结合，这项新技术也将加快靶向给药系统临床应用的步伐。

不仅如此，生物传感器也是分子印迹技术近年来的重要应用方向之一。

据天津科技大学食品工程与生物技术学院教授王硕介绍，分子印迹聚合物正逐渐成为生物大分子材料的替代品，该聚合物作为传感器的识别元件，能够克服传统生物传感器的不足，构建出环境稳定性好、制备成本低的分子印迹仿生传感器。

李楠也表示，分子印迹聚合物传感器的识别元件以膜或粉末的形式固定在转换器表面，这种传感器通常具有很高的灵敏度与选择性，且不易受结构类似物的干扰。

除此之外，分子印迹技术由于具有对目标分子的强亲和力和高选择性，还被应用于多种环境污染物的富集、检测之中。

微囊藻毒素LR是一种有毒环多肽，长期饮用含过量微囊藻毒素LR的水会导致肝癌的发生。不久前，苏州生物医学工程技术研究所开发出一种结合了压电技术和分子印迹技术的生物传感器，实现了对水中微囊藻毒素LR的快速检测。

目前，分子印迹技术还已被证明可以用于环境样本中重金属离子的检测，也有研究者将其应用于酶抑制剂和解毒药的研究中。而该技术所具有的特异识别性、高效性、稳定性好等优点，也将给色谱分离、固相萃取、酶催化、临床药物分析、膜分离等许多产业带来新契机。

产业化问题待解

近十年来，国内外均涌现出大量应用分子印迹技术的专利，并呈现逐年增多的趋势，分子印迹聚合物的合成与应用方法也日趋成熟。但就产业应用而言，其综合水平还仍处于试验摸索阶段。

以生物传感器为例，截至目前，尚未有标准的分子印迹仿生传感器的制备模式在食品安全监管现场获得使用。王硕表示，在检测灵敏度和响应时间方面，分子印迹方法与传统的生物传感器还存在一定的差距，而这些问题的出现也与分子印迹技术理论的研究密不可分。

李松军也坦言：“现在遇到的核心问题就是关于大分子印迹机理方面的问题还不够清楚，这就导致了其在制备中的困难和问题，且不可预见。”

据介绍，大分子具有与生物化学过程相类似的特点，应用面广，而目前业界开展的还是小分子方面的研究，所以当下大分子印迹技术成为分子聚合物研究的主攻方向。

另外，分子印迹技术仍存在不能将类似物完全分离等问题。李楠认为，随着计算化学与计算机模拟技术的发展，建立完整的单体交联剂库，利用虚拟反应来指导分子印迹聚合物的合成，将成为新的发展趋势。