分子印迹已经成为研究分子识别与调控的重要手段。由于模板分子的使用,分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer,MIP)含有大量识别位点,它们与模板一一配对,保留了对模板分子的“记忆”,具有较强的亲和性与特异性识别能力。分子印迹冰胶是在冰冻状态下合成的一种具有三维网状结构超大孔高分子材料,因为印迹位点为数众多,所以每一小块冰胶做成的膜电极都是“分子电容器”的巨大阵列,由此产生显著的电化学信号,能够在较宽线性范围和极低检出限下检测模板分子。本文对冰冻聚合方法进行完善与扩展,发挥印迹冰胶识别模板分子的优势,深入研究印迹位点的“抗体+分子电容器”性质。在此基础上研制便携式电化学传感器,实现蛋白质和荷电药物的高效、快捷、低成本分析检测。1.基于蛋白质印迹冰胶的阻抗型传感器蛋白质印迹两性聚丙烯酰胺冷冻凝胶是一种具有很大潜力的材料。研究表明,丙烯酸(AA)和二烯丙基胺改性的聚丙烯酰胺类冰胶非常适合于蛋白质的印迹研究。本章利用相同的单体配方制备牛血清白蛋白(BSA)和牛血红蛋白(BHb)印迹冰胶,并将其用于检测。由分子印迹冰胶制备出的传感器特异性强、灵敏度高、操作简单和重现性好,当MIP用作制备电化学传感器的人工抗体时,同时实现了高灵敏度和选择性强特点。所得线性范围:BSA 是 1.50×10-16-1.50×10-12 mol·L-1,BHb 是 1.50× 10-17-1.50×10-12 mol·L-1:而检出限的值分别为:7.20×10-18 mol·L-1 和 8.50×10-18mol L-1。该大孔聚合物对模板蛋白表现出类似抗体的敏感性,在实际血清样品中成功测定了 BSA的浓度。2.基于带电分子印迹冰胶的便携式传感器本章使用LCR表成功检测到分子识别信号,实现对阿司匹林(ASP)、盐酸普萘洛尔(PLP)和草甘膦(GLP)带电且可电离药物的高灵敏度和选择性分析。模板-位点之间的“充电-放电”过程十分有利于测定可电离化合物。使用可电离的单体如二烯丙基胺和乙烯基磺酸钠(SVS),使得印迹聚合物带有少量的电荷。通过带电模板的加入,氨基和磺酸基团定向连接到印迹位点。在分子识别时,聚合物电荷被模板中和,导致介电常数显著的变化。对于三种化合物,即阿司匹林、盐酸普萘洛尔、草甘膦,线性范围分别为 5.50×10-13-10-9 mol·L-1、3.39-×10-1310-6 mol·L-1和5.89×10-16-10-6 mol·L-1。三个化合物的检出限分别是:1.68×10-13 mol·L-1、3.02×10-13 mol·L-1和1.94×10-16 mol·L-1。3.基于葡萄糖印迹冰胶的便携式电容型传感器葡萄糖是重要的中性生物分子,通常并不电离。为了检验MIP冰胶传感器测定中性化合物的可行性,本章选取葡萄糖作为模板,同样得到肯定的结果。在pH=9.60时,葡萄糖分子与3-丙烯酰胺基苯硼酸(APBA)单体形成络合物,从而强化了印迹位点与葡萄糖相互作用,而PBS(pH=5)的磷酸缓冲液能很好的去除模板。印迹冰胶的传感器成功地应用于葡萄糖的测定,具有线性范围宽,检出限低等优点。线性范围为0.056-56 mM,检出限是0.011 mM。实验证明此传感器具有良好的抗干扰能力,并可用于实际样品泪液和唾液(空腹)等的测定。