分子印迹复合物薄膜的制备及其在药物分析中的应用

2023-01-03 13:30:31
化工设计通讯 2022年2期
关键词:复合膜印迹复合物

郑 博

(渭南师范学院,陕西渭南 714099)

分子印迹复合膜在药物中能够起到分离的作用。目前已经有很多学者展开研究。主要从两点进行分析:①多醋酸纤维膜;②采用修饰的方法去识别分子印迹复合膜,对其所产生的机理展开研究。

分子印迹复合膜在药物中所产生的负极以及分离都会有很好的效果。所以这种技术目前应用到药物中能够提取活性成分,为医药行业提供了较好的分析方式。分子印迹技术目前已经广泛应用,具有较好的发展前景。

1 分子印迹基本原理

1.1 分子印迹过程

分子印迹在形成时,一般会分为两个步骤:①在适量的溶剂中,能够将模板分子进行分离,最后形成复合物。②在复合物中可以放入交联剂以及引发剂,通过热以及光的作用之下,能够使周围出现聚合反应。

1.2 机械性能的高分子聚合物

聚合物在进行分离之后也会产生残留,同时还会形成模板分子。但是形状与立体孔穴也会与模板分子相匹配,在孔穴里含有一均匀分布的模板,分子之间能够起到互补的作用,尤其是单体可以相互支持,并且形成功能基团。由此可以体现出聚合物的记忆功能,这种功能与生物自然中的识别系统有些相似,同时还可以针对模板分子进行识别。印迹分子和功能单体会产生复合物,并且性质会有所不同,大多可分为两种,一种是共价键型,另一种是非共价键型。

1.3 分子印迹膜的特点

分子印迹膜的最大特点是可以将分子印迹和膜技术充分融合,通过多年的研究,目前分子印迹已经达到较高的水平,其最突出的特点有:①膜分离技术在操作时比较简单,很容易被放大,并且使用的能耗较低。通过分析及制备,能够获取更多的脱膜分离技术。②目前所使用的分离技术可以同时进行过滤,目前这种技术的渗透以及过滤与方式都非常简单,主要可以针对单个物质进行分离,但是分子印迹膜在使用时,可以针对特定的目标分子展开分离,这也是目前对医药类药品提纯分离的一种有效方式。③分子印迹膜在具体使用中,能够体现出特异识别的功能,例如较为普通的生物材料很稳定,使用这种技术,可促使普通材料具有一定的生物活性。④传统的方式与分子印迹聚合物进行对比,不具备优势,但是分子印迹膜在制备过程中操作简单,且易操作。

2 分子印迹膜的种类

2.1 分子印迹填充膜

首先取适量的分子印迹聚合物,分别放在过滤板的中间位置,使其完全贴合,观察其性能状态,最终展开评价。分子印迹聚合物在进行粉碎研磨之后,形态会发生很大的变化,结构也会出现变化,从而会对分子印迹聚合物的功能产生很大的影响,所以这样的膜一般不会被选用。

2.2 分子印迹整体膜

这种膜的主要作用是可以把分子印迹聚合物作为一种支撑,具有较高的稳定性,在使用时非常方便,但是这种膜很容易碎,如果聚合物里面加入了交联剂,柔韧性以及力学性能会发生巨大的改变。

2.3 分子印迹复合膜

将分子印迹聚合物如果作用在多孔支撑膜表面时,所获得的复合物具有较强的柔韧性,同时也不会影响到识别性能,对于分子印迹皮层可以进行优化,同时其形态以及结构不会改变,甚至还获得提升。这种膜的过滤性较好,所以在最近几年已经受到了关注,并且使用较为广泛。

3 分子印迹膜的工作机理

3.1 识别机理

针对印迹分子展开识别时,首先要以分子印迹膜为主体,分子印迹膜复合膜中可以获得较高的传递速度,同时还可以与印迹膜的穿透率相同。这充分表明,分子印迹膜会起到主体作用。

3.2 分子印迹膜的传质机理

分子印迹膜中含有模板分子,然而在传递的时候,会有不同的形式,分子印迹膜一般会有两大类,主要根据其传质机理进行区分:①主要是溶解扩散机理。印迹分子识别点位会形成一种相互作用,两者会结合在一起,但是识别点位基本上不会起到任何作用,所以会通过扩散到达另一端。②门模型,通过浓度梯度,分子以及非模板分子都具有一定的扩散性,并且会朝着同一个方向进行扩散。但是这种分子不容易被识别,同时膜孔结构也会受到一定的阻碍。所以此时印迹分子会从其中的结合点位逐渐到其他的识别点位上,最终还需要分子印迹膜的作用才可以成功分离,这种传质机理被叫作门模型。

4 分子印迹膜的制备方法

将适量的模板分子、胶黏剂等进行充分融合。将混合液放在基板之间,根据UV光的引发,可促使整体形成聚合并且会获得很厚的分子印迹膜。分子印迹膜的特殊机理可以促使原位聚合,这种方法就叫作原位聚合法。高交联体系有时具有较大阻力,原位聚合在获得分子印迹膜之后,会限制它的应用。

目前相关学者为了克服这个难题,对其进行了调整,在进行调整之后,会将阻力降低并且提升其传质效果,主要是因为原位聚合没有完全通过分子印迹膜,在其中加入甲基丙烯酸,促使原位聚合能够完美地形成多孔分子印迹膜。分子印迹膜自身的功能可以与聚合物共同融合。通过分析以及研究,目前成孔剂可以充分应用到分子印迹膜中,并且具有较强的渗透能力,对分子印迹膜的结构影响较大,根据实验可以得出成孔剂可以适当提升膜自身的柔韧程度,同时具有较高的稳定性。

把适量的模板分子以及材料共同融合,通过铸膜液的支持,同时在较为合适的温度条件下,可以促使溶剂不断蒸发,最终获得聚合物膜。在此可采用玻璃作为载体,因为使用玻璃可以清晰地看到过程的变化。这种方式和聚合法不同的是,可以通过聚合物材料去识别位点,同时还可以使用自由基聚合,聚合物膜自身的结构会存在于聚合物溶液中,并且还有很多种类与选择,如果目标分子此时出现了改变,需要及时更换印迹分子,才能得到更多的识别材料。

根据以上分析,寡肽衍生物等,在经过转化之后,会形成可以识别的分子材料。湿相转化中包含着定量模板分子,同时添加高分子铸膜液之后,将其进行溶解,在合理的时间范围之内,聚合物会出现沉淀,此时使用溶解剂在对膜展开清洗之后,能够将模板分子彻底清除,但是还会保存着印迹分子的结构。

根据湿相转化法展开分析,印迹分子等会出现不对称的形态结构,其中包含着体表层以及多孔支撑亚层。采用氧气作为印迹分子的支撑物,充分利用转化技术,最后会形成印迹分子。印迹分子会进行转化,在进行制备的时候,使用醋酸纤维素等可以形成共混分子印迹膜。在外侧会对膜进行改善,并且具有渗透性强、吸附能量大等特点,在充分融合成孔剂之后,会出现较为明显的相容性,为后续的研究提供了支持。通过优化而获得的分子印迹膜渗透性能较高,与空白膜进行比较,分子结合容量增大。

根据电化学方法也可使膜的状态发生改变,大多会使用三种方法,第一种是恒电流法,第二种是循环伏安法,第三种是恒电位法。恒电流法主要是为了使膜能够快速生成,将其沉积的颗粒不断分解,因为此时出现的沉积颗粒很大。循环伏安法在进行分解时速度很慢,但是可以通过氧化使膜产生一定的损坏。恒电位法一般不会对膜产生影响,所以在制备之中生长较为均匀。

电化学法比较适合分子印迹传感器的制作,因为采用这种方式制备的分子印迹膜会很薄,一般厚度应该在20mm左右,在表面上会有石林状,有很多孔,但是会比较稀疏,不密集,这些孔的透气性非常好。当厚度达到2.2mm时,具有较强的抗干扰性和灵敏性。与同种材料进行比较。微米膜具有较高的灵敏度,并且具有较长远的发展前景。电化学方法在制备甲基磷酸二甲酯印迹膜时,可以将聚合条件不断优化。此时分子印迹膜再经过结合之后,能够得到较好的选择性,同时也会具备较高的响应能力。以上的三种方法对于分子印迹膜的制备各有利弊。只有选择合理的方法才可以对医药领域有一定的贡献。相信不久的将来,在此领域中还会有更高的提升,会为不同的领域提供更多的帮助。

5 分子印迹复合物薄膜的制备在药物分离与分析中的应用

与以往使用的分离方式以及分析方法相比,尤其是与使用色谱固定进行对比,分子印迹复合物薄膜特点突出。在选择目标分子时具有较高的要求,所以其具备的物理、化学性能也要有一定的稳定性,才可以耐受住高温、高压等情况。目前所使用的有机溶剂制备较为简单,保存较为容易,所以可以进行大范围的制备,同时应用较为广泛。分子印迹复合物薄膜的制备针对药物在进行分离时,可以采用药物分析的方式,对其成分展开分析,同时对其杂质进行分离。药物分析广泛应用于制药工业以及临床药物的研究当中,目前已经成为领域内的研究重点。

在临床方面所使用的全部药物中,西药的使用率较高,可达到80%,另外还有一部分中成药可达到20%。目前在研究中已经发现临床药物自身的药效学等,能够体现出质与量之间的区别。充分表明药物分离技术有待提高。对于分子印迹复合物薄膜的制备研究已经有20a之久,但是目前还没有在商业领域中出现。主要的原因是药物固定相可以对药物展开分离,但是却不具备较广泛的使用性。另外,在纯度方面,无法作为模板使用,限制了它的广泛应用。

将体内药物成分进行分析,发现其体液成分较为复杂,其中含有很多杂质,所以在进行药物检测时,效率不高。如果想要对样品展开处理并使用较为简单的方法,首先应该将少量药物进行分离,去除其中所含有的杂质以及生物机制,还可确保检测的准确性。过去药物分析技术采用不同的方法,但是为获得较高的成果,随着技术不断的优化以及改善,在最近几年药物分离技术已经进入了全新的领域,由于体内的药物具有复杂性,所以生物样品的预处理需要获得更高的技术,要摒弃传统的萃取方式,因为传统的方式比较烦琐,耗费时间,同时还会产生较大的毒性,对于分离操作来讲,会带来重重困扰。常规所使用的萃取吸附材料和目标分析物会产生非特异性,是因为目标物具有较为局限的选择性,同时也会受到基质以及干扰物的影响,促使目标物也会受到一定的干扰。分子印迹复合物薄膜的制备可以将萃取介质成功的提取,其实针对复杂样品中所产生的目标分子,可及时进行吸附。通过此类分析,可体现分子印迹复合物薄膜的制备分离技术较高,尤其是针对复杂的目标物,可以进行分离以及富集。

6 结束语

自然事物与人工合成的产品会有很多的相似之处,例如结构以及性质。尤其是在食品以及医药领域范围之内,这些物质都会有相似点,例如会使用晶体机械拆分法等对其进行拆分。然而在使用这些方法的时候,会存在很多的缺陷,尤其是应用于药品中,可能会造成一部分的浪费,对于环保以及经济来讲都会造成很大的影响,由于批量处理的能力较差,所以工业成本不断提高,不适合大规模生产,所以分子印迹膜技术现在是比较热门的技术,具有较高的发展潜力,与分子特异识别能力相比分子印迹技术更为优越。

目前所使用的分子印迹膜技术具有连续性较强、很容易放大、消耗的能量较低、使用率非常高等特点。在大规模的生产中,分子印迹膜技术很有潜力,目前使用这种技术可以在医药类不断的探索,其针对中药进行分离提纯是最为有效的方法。将药物以及中草药进行拆分,需要融合现代化技术。不断促使医药质量获得提升,可以满足市场的需求,这项技术的研究已经弥补了市场的空白。本文主要针对分子印迹膜技术展开分析,通过表面修饰法进行制备,能够获得分子的识别能力,同时还可以充分利用分子印迹复合膜对药品进行处理。对于此项技术的性能展开分析,目前分离识别技术已经备受关注,有很多药品都是使用这种方法来进行膜分离,很多专业人士对这项技术较为满意。此技术的产生已经为各领域提供了支持和帮助,尤其对于医药领域。相关专家以及学者对此领域还在不断研究,力求能够获得更大的提升。

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