劉燕婕， 胡玲娟， 伍雅婷， 呂 斌△

1長(zhǎng)江航運(yùn)總醫(yī)院／武漢腦科醫(yī)院檢驗(yàn)科，武漢 430015

2湖北省衛(wèi)生計(jì)生委綜合監(jiān)督局，武漢 430079

3華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所，武漢 430030

基于分子印跡聚合物（molecular imprinting polymers，MIP）的熒光傳感器技術(shù)是將熒光與MIP相結(jié)合，通過(guò)光學(xué)信號(hào)的改變（包括熒光增強(qiáng)、熒光猝滅及波長(zhǎng)改變等）來(lái)檢測(cè)待測(cè)物。由于光學(xué)信號(hào)靈敏度高，非常適用于痕量物質(zhì)的檢測(cè)。而MIP又能選擇性識(shí)別模板分子，將樣品預(yù)處理和熒光檢測(cè)兩者結(jié)合起來(lái)，可實(shí)現(xiàn)快速、高靈敏度地檢測(cè)靶分子。

1 分子印跡技術(shù)與傳感器技術(shù)

1．1 分子印跡技術(shù)

分子印跡技術(shù)是制備對(duì)某一特定分子具有選擇性識(shí)別能力聚合物的技術(shù)。MIP具有構(gòu)效預(yù)訂性、特異識(shí)別性、廣泛實(shí)用性等特點(diǎn)［1］，目前在臨床藥物分析、環(huán)境分析等許多領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用［2］。分子印跡材料還被應(yīng)用于除草劑、殺蟲(chóng)劑、環(huán)境污染物、抗生素等物質(zhì)［3－4］的檢測(cè)和定量。

MIP主要用于合成具有單個(gè)模板或待測(cè)分子識(shí)別位點(diǎn)的聚合物或合成材料。它是一種模板誘導(dǎo)的原位形成識(shí)別位點(diǎn)的感測(cè)材料。除去模板分子以后材料的表面留下具有模板分子形狀的識(shí)別位點(diǎn)，該位點(diǎn)可以結(jié)合模板分子，并與模板分子大小一致。通常情況下，目標(biāo)物分子通過(guò)結(jié)合力以酶促反應(yīng)的“鎖－鑰”模式被固定在印跡材料的識(shí)別位點(diǎn)上。這些結(jié)合力包括相對(duì)較強(qiáng)的共價(jià)鍵和離子相互作用，以及較為溫和的氫鍵到較弱的范德華力［5］，因此MIP材料能夠相對(duì)較強(qiáng)地選擇性結(jié)合目標(biāo)物。同生物識(shí)別材料相比，MIP材料具有一定的特殊功能，即在惡劣的環(huán)境條件下，MIP受體的穩(wěn)定性與生物系統(tǒng)或生物分子相比更為優(yōu)異［4］。MIP的制備通常包括3個(gè)步驟：模板分子和功能單體形成預(yù)組裝復(fù)合物（氫鍵靜電配位或共價(jià)鍵等作用）（預(yù)組裝）；加入交聯(lián)劑引發(fā)聚合，使目標(biāo)官能團(tuán)和互補(bǔ)的空間結(jié)構(gòu)形式固定結(jié)合在聚合物中（聚合）；將模板從聚合物中除去（洗脫），從而獲得特異結(jié)合識(shí)別模板分子的MIP。常見(jiàn)的分子印跡制備方式包括：本體聚合［6］，引發(fā)聚合后形成塊狀聚合物，經(jīng)過(guò)粉碎、磨細(xì)、篩選等過(guò)程得到 MIP；懸浮聚合［7］，將單體、致孔劑和分散劑組成均一的混合溶液，加入引發(fā)劑攪拌后產(chǎn)生球狀聚合物；分散聚合［8］，制備過(guò)程復(fù)雜，反應(yīng)所需體系價(jià)格昂貴，分散劑不易除盡；表面印跡［9］，可以通過(guò)改變載體交聯(lián)度、調(diào)整孔結(jié)構(gòu)得到粒徑不同的載體；水相印跡［10］，可制備水溶性MIP，合成的MIP形態(tài)多為顆粒和薄膜的形式。

1．2 傳感器技術(shù)

傳感器是一種可以對(duì)物理或化學(xué)刺激產(chǎn)生響應(yīng)，并產(chǎn)生一個(gè)可測(cè)量的檢測(cè)信號(hào)，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求的裝置［11］。傳感器由識(shí)別元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置組成。隨著分析檢測(cè)要求的不斷提高，特別是藥物分析、環(huán)境分析、食品分析和產(chǎn)品檢測(cè)需求的日益增多，傳感器作為一種重要的檢測(cè)器件，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其應(yīng)用十分廣泛，已成為常規(guī)檢測(cè)不可或缺的一部分。常用的傳感器，如對(duì)不同溫度產(chǎn)生響應(yīng)而產(chǎn)生不同的輸出電壓的熱電耦、交互式顯示器屏幕的觸摸傳感器，以及對(duì)光、熱或壓力等外部物理刺激產(chǎn)生響應(yīng)的傳感器，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。而對(duì)原子或者分子刺激產(chǎn)生響應(yīng)的化學(xué)傳感器或生物傳感器，其結(jié)構(gòu)則較為復(fù)雜［12］。使用化學(xué)傳感器和生物傳感器識(shí)別原子和分子是傳感器領(lǐng)域的一大趨勢(shì)?；瘜W(xué)傳感器是將樣品特定組分濃度或者樣品總成分等化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌驅(qū)δ繕?biāo)物進(jìn)行分析的化學(xué)或物理信號(hào)。生物傳感器是一種使用生物識(shí)別元件選擇性定量或半定量分析的設(shè)備，它具有接受器與轉(zhuǎn)換器的功能［13］。這些傳感器所使用的材料可以對(duì)目標(biāo)分析物的存在產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，但產(chǎn)生的信號(hào)模糊，不一定能夠正確反映目標(biāo)物的存在。由于生物傳感器的識(shí)別元件——生物識(shí)別材料在實(shí)際應(yīng)用中其物理、化學(xué)性狀并不穩(wěn)定，例如，生物識(shí)別材料不耐酸、不耐熱、不能適用于有機(jī)試劑環(huán)境、不能暴露于輻射中等，使得生物傳感器發(fā)展受到明顯限制。因此，在實(shí)際樣品檢測(cè)時(shí)，化學(xué)傳感器和生物傳感器只能選擇性地檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中目標(biāo)物。但通常情況下，實(shí)際樣品極為復(fù)雜，樣品中存在許多不同濃度的干擾物質(zhì)。為達(dá)到檢測(cè)目的，傳感器不僅需要對(duì)目標(biāo)物敏感，而且需具備抗干擾物能力。樣品預(yù)處理技術(shù)成為解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［14－15］。樣品預(yù)處理通常使用色譜分離、電泳分離或者膜萃取等方法［16－18］，預(yù)處理步驟較為復(fù)雜。當(dāng)前，為了避免費(fèi)時(shí)費(fèi)力的樣品預(yù)處理步驟，人們開(kāi)發(fā)出能夠模仿生物識(shí)別特性的、廉價(jià)、可再生、穩(wěn)定的合成材料，以替代如抗體或酶等高成本、低可用性生物識(shí)別材料，使用這些材料作為識(shí)別元件，組建穩(wěn)定實(shí)用的傳感器。

2 基于MIP的熒光傳感器的原理和作用方式

光致發(fā)光光譜是一種已被證實(shí)在化學(xué)傳感方面十分有效的分析技術(shù)。由于其靈敏度和可靠性高，能快速、精確地識(shí)別光學(xué)信號(hào)的改變。隨著材料科學(xué)、微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步，應(yīng)用光致發(fā)光光譜學(xué)來(lái)發(fā)展新的分析方法逐漸成為研究的熱點(diǎn)。特別是基于MIP的光致發(fā)光傳感器（熒光傳感器），代表了最近發(fā)展起來(lái)的一類將光學(xué)信號(hào)用于分析的新型材料傳感器。在MIP制備過(guò)程中使用熒光功能單體和（或）熒光模板分子，使合成的MIP內(nèi)部空腔形成特定的發(fā)色團(tuán)或熒光基團(tuán)，得到的MIP又稱熒光 MIP（fMIP）［19－23］。熒光 MIP選擇性地重新結(jié)合模板分子時(shí)，模板分子與MIP結(jié)合時(shí)的能量轉(zhuǎn)移可導(dǎo)致熒光 MIP發(fā)生熒光變化［24－27］，包括熒光淬滅、熒光增強(qiáng)、熒光偏移。熒光猝滅可能在一定程度上影響檢測(cè)的靈敏度，熒光增強(qiáng)則可提高檢測(cè)的靈敏度。目前制備MIP熒光傳感器的方法主要有4種：①檢測(cè)本身具有光學(xué)性質(zhì)的目標(biāo)物，一般以熒光目標(biāo)物為印跡分子，利用分子印跡技術(shù)制備成熒光MIP，然后通過(guò)測(cè)定識(shí)別前后熒光MIP的熒光變化對(duì)熒光目標(biāo)物進(jìn)行定性與定量測(cè)量。這種熒光傳感器制備相對(duì)簡(jiǎn)單，檢測(cè)便捷，但要求目標(biāo)物本身具有熒光（至少要包含一種發(fā)色團(tuán)或熒光團(tuán)）。②使不發(fā)光的目標(biāo)物同和它具有相同功能基團(tuán)的發(fā)光類似物進(jìn)行交換，合成具有熒光團(tuán)的物質(zhì)，將其直接作為熒光功能單體參與形成空腔，通過(guò)監(jiān)測(cè)聚合物中目標(biāo)物與熒光功能單體結(jié)合前后熒光信號(hào)的變化來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物，合成的該熒光單體既為識(shí)別元件亦為探測(cè)元件；或采用分子印跡－熒光猝滅法，在MIP中包埋熒光試劑，利用熒光猝滅分析方法分析目標(biāo)物。③在聚合物合成中使用發(fā)光指示分子檢測(cè)熒光標(biāo)記競(jìng)爭(zhēng)物，該方法不需要合成具有發(fā)色團(tuán)或熒光團(tuán)的功能單體，避免了模板分子對(duì)痕量目標(biāo)物分析檢測(cè)時(shí)的干擾，已被證明同免疫檢測(cè)有類似的靈敏度［28］。④使用具有選擇性的，作用于目標(biāo)物的發(fā)光聚合物。

3 各種MIP熒光傳感器的制備和應(yīng)用

3．1 離子的檢測(cè)

制備離子分子印跡聚合物（ion－imprinted polymer，IIP）是使用MIP開(kāi)發(fā)化學(xué)傳感器技術(shù)的一個(gè)很有趣的應(yīng)用，該技術(shù)可以在干擾物存在的情況下檢測(cè)痕量離子。在固相萃?。╯olid－phase extraction，SPE）或者電化學(xué)傳感中，離子通常不能直接印跡于聚合物中，而是與發(fā)光基質(zhì)形成配位鍵之后，隨著發(fā)光基質(zhì)進(jìn)入聚合物中達(dá)到光致發(fā)光的目的。這種傳感方式是基于離子和發(fā)光基質(zhì)的配位鍵的形成和斷裂而導(dǎo)致的發(fā)光基質(zhì)光學(xué)信號(hào)的改變。盡管大部分離子檢測(cè)是使用的電化學(xué)方法，但仍存在使用光致發(fā)光檢測(cè)Al3＋的方法。

由于Al3＋在工業(yè)和飲用水中的廣泛應(yīng)用而導(dǎo)致了許多疾病，因此制備和評(píng)價(jià)用于Al3＋檢測(cè)的離子分子印跡聚合物具有十分重要的意義［29］。Al－Kindy等［30］利用桑色素（3，5，7，2′，4′－五羥黃酮）能與Al3＋配位而發(fā)光，合成了一種新型熒光MIP。此種聚合物使用MIP制備的經(jīng)典方法本體聚合合成，經(jīng)過(guò)研磨和過(guò)篩，最后被放置于一個(gè)小反應(yīng)器中，并在流溢條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為了防止化學(xué)傳感顆粒在流通池中被沖走，該MIP被固定在尼龍網(wǎng)上。該法使用甲苯、二氯乙烷和乙腈作為溶劑。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為450nm時(shí)，Al3＋結(jié)合桑色素形成配位鍵使得MIP在525nm處出現(xiàn)熒光增強(qiáng)。在最優(yōu)分析條件下，該傳感器的線性范圍最高到1μg／mL，檢出限在0．01μg／mL。該方法與其他基于光學(xué)纖維或流溢測(cè)量法的離子發(fā)光化學(xué)傳感器相比結(jié)果一致性較高。大量交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，其他離子對(duì)MIP的影響沒(méi)有顯著性差異，同Al3＋相比，當(dāng) Mg2＋存在于甲苯中時(shí)，MIP的熒光顯著增強(qiáng)（約為總強(qiáng)度的50%），當(dāng)Be2＋存在乙腈中時(shí)，熒光增強(qiáng)強(qiáng)度相當(dāng)于Al3＋的90%。

IIP的另一用途是用于對(duì)識(shí)別Al3＋的 MIP進(jìn)行表征并優(yōu)化［31］。8－羥基喹啉－5－磺酸的空間性能絡(luò)合Al3＋離子而產(chǎn)生超分子結(jié)構(gòu)，隨后可使用乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）同2－甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）熱共聚來(lái)固定該結(jié)構(gòu)。使用本體聚合合成 MIP后，再將 MIP粉碎使用。與 Al－Kindy等［30］方法不同，該研究使用了水相溶液，但仍使用了相同的分析流通池系統(tǒng)用于探討MIP的性能。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為365nm時(shí)，MIP結(jié)合Al3＋后495nm處的熒光強(qiáng)度下降。同時(shí)，對(duì)存在陽(yáng)離子（Cu2＋，Ca2＋，Mg2＋，Pb2＋，Co2＋，Cd2＋以及Zn2＋）干擾的情況下，對(duì)傳感器的響應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Al3＋和陽(yáng)離子比例為1∶1時(shí)，熒光響應(yīng)沒(méi)有明顯的改變。當(dāng)陽(yáng)離子比例為1∶5和1∶10時(shí)，Zn2＋對(duì)檢測(cè)有影響。而其他陽(yáng)離子干擾的影響并不顯著。10min反應(yīng)后線性動(dòng)態(tài)濃度范圍達(dá)到1．0×104mol／L，檢出限為3．62μmol／L。Güney等［32］于2002年合成了用于檢測(cè)Pb2＋的熒光 MIP，以 MAA為功能單體，N－乙烯基咔唑?yàn)闊晒夤δ軉误w，AIBN熱引發(fā)聚合，采用鹽酸為洗脫液，檢測(cè)結(jié)果顯示Pb2＋導(dǎo)致MIP熒 光 猝 滅，檢 測(cè) 范 圍 在 10－6mol／L 至 10－2mol／L之間。

眾所周知，汞在生活中被廣泛使用，例如溫度計(jì)、壓力計(jì)以及科學(xué)儀器設(shè)備等，然而，汞具有劇毒性以及易反應(yīng)性，檢測(cè)汞相關(guān)的污染物存在較大困難。因此，開(kāi)發(fā)一種用來(lái)檢測(cè)汞的熒光IIP膜是非常重要的［33］。用來(lái)檢測(cè)Hg2＋的膜由4－乙烯基吡啶和9－乙烯基咔唑2種熒光功能單體合成，通過(guò)基于Hg2＋的孤對(duì)電子與吡啶和咔唑結(jié)合形成絡(luò)合鍵而與 Hg2＋結(jié)合。該膜的線性范圍是5×10－7mol／L到1．0×10－4mol／L，當(dāng) Hg2＋濃 度 為 1．0×10－5mol／L時(shí)，該傳感器對(duì)所有競(jìng)爭(zhēng)離子都有響應(yīng)。然而當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)性離子Cu2＋（4．87%）和Pb2＋（4．57%）存在時(shí)，盡管對(duì)傳感器的識(shí)別能力影響最大，但在該影響下傳感器仍能很好地檢測(cè)Hg2＋。這一進(jìn)展促進(jìn)了IIP的進(jìn)一步發(fā)展。

3．2 生物分子的檢測(cè)

天然識(shí)別物質(zhì)，例如酶或者抗體，能特異性地結(jié)合生物分子，該類物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性很低，僅能在嚴(yán)格的溫度和pH范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。同時(shí)，這些生物受體的制備非常復(fù)雜，并經(jīng)常需要進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（例如制備抗體時(shí)）。相比之下，MIP的物理和化學(xué)抗性較高，因此MIP化學(xué)傳感器的易降解性與生物傳感器相比具有眾多優(yōu)勢(shì)。然而MIP傳感器仍有一些限制。比如當(dāng)模板分子不能完全從MIP中去除時(shí)，MIP的靈敏度將會(huì)降低。更重要的是，MIP具有較低的生物相容性。此外由于存在非選擇性識(shí)別位點(diǎn)，MIP對(duì)目標(biāo)物的選擇性可能會(huì)降低。盡管現(xiàn)在已合成的許多發(fā)光MIP化學(xué)傳感器的傳感表現(xiàn)良好，但是至今仍沒(méi)有建立其設(shè)計(jì)制造的通用流程。

Chow等［34］以MAA為功能單體，將非熒光性模板高半胱氨酸熒光化，制備成熒光MIP測(cè)定血漿中高半胱氨酸的含量，其結(jié)合常數(shù)KB為（9．28±1．6）×10－5mol／L，最大結(jié)合容量 Bmax為（11．9±0．8）nmol／g。MIP熒光強(qiáng)度的變化與血漿中高半胱氨酸的濃度呈線性相關(guān)。Urraca等［35－36］則首先合成玉米赤霉烯酮毒素的結(jié)構(gòu)類似物cyclododecyl 2，4－dihydroxybenzoate（CDHB），然后以 CDHB為熒光模板，1－烯丙基哌嗪為功能單體，合成可特異性結(jié)合玉米赤霉烯酮毒素的熒光MIP，可檢測(cè)食物樣品中濃度范圍為5．0×10－5mol／L 至5．0×10－4mol／L的玉米赤霉烯酮毒素。Turkewitsch等［37］發(fā)明了一種用于檢測(cè)3’，5’環(huán)磷酸腺苷（cAMP）的熒光傳感器，其熒光功能單體是反式－4－［1，4－（N，N－二甲基氨基）苯乙烯基］－N－乙烯基芐基氯化物（vb－DMASP）染料。在這種MIP中熒光染料能同時(shí)識(shí)別和檢測(cè)cAMP。帶正電的vb－DMASP染料與帶負(fù)電荷的cAMP相互作用形成預(yù)聚合的復(fù)合物之后，本體聚合的MIP被粉碎研磨，用于檢測(cè)不同濃度cAMP水溶液。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為469nm時(shí)，MIP與目標(biāo)物相結(jié)合后在發(fā)射波長(zhǎng)595nm處的熒光強(qiáng)度降低，而vb－DMASP的發(fā)射波長(zhǎng)在蛋白自熒光可以忽略的范圍內(nèi)，能避免蛋白自熒光的干擾。由于結(jié)合位點(diǎn)的飽和，MIP的動(dòng)態(tài)線性范圍是10～100 μmol／L，復(fù)合穩(wěn)定系數(shù) KMIP＝（3．5±1．7）×105L／mol。通過(guò)對(duì)類似物3’，5’環(huán)鳥(niǎo)甘酸（cGMP）的交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)cAMP－MIP對(duì)水性cAMP有很高的親和力和選擇性。隨后有研究者進(jìn)行了一系列關(guān)于vb－DMASP應(yīng)用于 MIP 的研究［38－39］。在這些研究中，使用時(shí)間分辨熒光光譜研究本體熒光MIP。熒光壽命參數(shù)表明MIP熒光隨著cAMP濃度的升高而降低。而熒光衰變實(shí)驗(yàn)證實(shí)有2種不同類型的空腔存在于聚合物中。一種是易于結(jié)合和進(jìn)入的空腔，另一種是深埋于聚合物內(nèi)部不易進(jìn)入的空腔。隨著目標(biāo)物初始濃度的升高，MIP的熒光壽命逐漸降低。然而研磨后顆粒表面可進(jìn)入的識(shí)別位點(diǎn)易受損，為了解決這一問(wèn)題，該研究合成了一種識(shí)別cAMP的MIP薄層［40］。與本體 MIP類似，當(dāng) MIP沉積于石英基質(zhì)上成為薄片后，與vb－DMASP結(jié)合發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象。由于MIP與cAMP相互作用所引起的熒光猝滅更為有效，其復(fù)合穩(wěn)定系數(shù)105≤KMIP≤106L／mol，同時(shí)由于cAMP結(jié)合位點(diǎn)的親和性不同，故存在本體MIP的KMIP和薄層MIP相比有所不同。另有研究者合成了一些新型cGMP的熒光 MIP［41－42］。在薄層熒光 MIP傳感器中，使用1．3－二 苯 基－6－乙 烯 基－1H－吡 唑 并 ［3，4－b］喹 啉（PAQ）作為熒光指示劑與cGMP反應(yīng)，以及使用穩(wěn)態(tài)熒光光譜和時(shí)間分辨熒光光譜分析技術(shù)來(lái)獨(dú)立研究當(dāng)cAMP存在的情況下該化學(xué)傳感器的相關(guān)性質(zhì)，穩(wěn)態(tài)熒光光譜法常被用于MIP檢測(cè)，而使用時(shí)間分辨熒光光譜結(jié)合顯微鏡技術(shù)是一種MIP檢測(cè)的新方法。在類似的研究中［43］，合成本體cGMPMIP時(shí)，使用2－丙烯酰胺基吡啶用作為熒光信使。相對(duì)于類似物GMP和cAMP，該MIP對(duì)水性cGMP具有高親和力和高選擇性，其激發(fā)波長(zhǎng)為355nm，發(fā)射波長(zhǎng)為460nm。當(dāng)目標(biāo)物濃度為100 μmol／L時(shí)，熒光濃度依賴性淬滅達(dá)到最高水平，復(fù)合穩(wěn)定系數(shù)KMIP為3×105L／mol。這些結(jié)果與前面所述的研究結(jié)果具有良好的一致性［40］。

3．3 化學(xué)戰(zhàn)劑及毒物的檢測(cè)

化學(xué)和生物戰(zhàn)技術(shù)以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步刺激了復(fù)合毒物的發(fā)展。雖然化學(xué)和生物武器已被禁止，但神經(jīng)毒氣和毒素仍有庫(kù)存［44］。另外，由于農(nóng)業(yè)中經(jīng)常使用殺蟲(chóng)劑而使殺蟲(chóng)劑進(jìn)入環(huán)境中造成顯著污染。當(dāng)有機(jī)磷農(nóng)藥存在時(shí)，傳統(tǒng)的神經(jīng)毒氣傳感器易產(chǎn)生假信號(hào)。而基于MIP技術(shù)的化學(xué)傳感器則能選擇性地結(jié)合化學(xué)戰(zhàn)劑［45］。當(dāng)潛在威脅存在時(shí)，由于經(jīng)過(guò)增強(qiáng)的光信號(hào)易于檢測(cè)、傳送，光信號(hào)能即時(shí)傳遞信息，所以熒光傳感器是檢測(cè)神經(jīng)毒劑的一種十分有效的手段。

MIP混合Eu3＋能對(duì)一種化學(xué)戰(zhàn)劑模擬物——甲基水楊酸鹽（MES）進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。因?yàn)镋u3＋的吸收峰在近紫外區(qū)，所以Eu3＋與 MIP混合能夠在375nm處被常用的激光二極管所激發(fā)，于是在石英基底玻片上合成一層 MIP混合Eu3＋的薄膜。該MIP和NIP薄膜都進(jìn)行了檢測(cè)己烷中的MES和結(jié)構(gòu)類似物亞甲基－3，5－二甲基苯（DMB）的測(cè)試，MES－MIP的熒光強(qiáng)度明顯比其NIP熒光強(qiáng)度強(qiáng)，而DMB－MIP的熒光強(qiáng)度也大于其NIP。最近Southard等［46］新合成了一種含有Eu3＋的用于檢測(cè)百治磷的MIP復(fù)合物。使用可逆加的斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合及關(guān)環(huán)復(fù)分解（RCM），來(lái)獲得具有能形成嵌段共聚物的MIP側(cè)臂。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為338 nm時(shí)，這種含有Eu3＋的MIP在614nm處有一銳峰，半峰寬為10nm。該MIP在0～200ppb對(duì)百治磷敏感，但高于該濃度時(shí)達(dá)到飽和狀態(tài)。對(duì)百治磷的類似物——敵敵畏、二嗪農(nóng)和甲基膦酸二甲酯進(jìn)行了交叉反應(yīng)測(cè)試，結(jié)果表明，即使在比百治磷的初始濃度高得多的濃度下（＞1 000ppb），該MIP對(duì)類似物仍沒(méi)有表現(xiàn)出任何光響應(yīng)性。Sánchez－Barragán等［47］于2007年報(bào)道了一種用于檢測(cè)胺甲萘的熒光MIP傳感器，采用流動(dòng)注射方式檢測(cè)胺甲萘的熒光，結(jié)果表明，該傳感器線性檢測(cè)范圍為5～50μg／L，檢 測(cè) 限 可 達(dá) 到 0．27μg／L。Lieberzeit等［48］于2008年報(bào)道了用于檢測(cè)芘的熒光傳感器，該傳感器以2種多環(huán)芳烴為模板分子，以含有25%三異氰酸酯的4，4′－亞甲基雙（異氰酸苯酯）作為功能單體與交聯(lián)劑，加入聚乙二醇，同時(shí)混溶于嘧啶溶液中進(jìn)行預(yù)聚合，然后旋涂于石英板上，最后去除模板分子。熒光傳感器檢測(cè)限低于10ng／L，吸附飽和濃度為15g／L，易受熒光猝滅和分子激發(fā)態(tài)的影響。

另外，MIP還被用于檢測(cè)包括農(nóng)藥和殺蟲(chóng)劑等在內(nèi)的非水解有機(jī)磷農(nóng)藥［49］。當(dāng)與目標(biāo)物接觸時(shí)，這些MIP化學(xué)傳感器的發(fā)光強(qiáng)度增大，這種增強(qiáng)是由于水的斥力以及目標(biāo)物與銪的共價(jià)結(jié)合而引起的。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為466nm時(shí)，在610nm到625nm處發(fā)光增強(qiáng)。厚度為400μm的MIP薄膜涂覆在光纖的前端，檢出限小于10ppt，響應(yīng)時(shí)間少于15 min，并且具有很寬的動(dòng)態(tài)線性范圍。甲基毒死蜱（吡啶有機(jī)硫代磷酸酯類）、二嗪農(nóng)（嘧啶有機(jī)磷）和草甘膦（平面有機(jī)磷）這3種不同類別的化合物被用作MIP的模板分子，其檢出限分別為7、9、5ppt；當(dāng)pH＝10．5，響應(yīng)時(shí)間分別為15、12、14min；動(dòng)態(tài)線性范圍最高濃度為100ppm。對(duì)類似物毒死蜱－乙基、蠅毒磷或敵敵畏等都進(jìn)行交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，這些MIP的化學(xué)發(fā)光均無(wú)顯著增強(qiáng)。

近年來(lái)，同樣有使用量子點(diǎn)（QDs）作為MIP熒光信使來(lái)檢測(cè)硝基炸藥的研究［50］被發(fā)表。這些研究指出，其MIP對(duì)DNT和TNT水溶液的檢出限分別為30．1μmol／L和40．7μmol／L。雖然這是一項(xiàng)較新的MIP技術(shù)，但其檢出限比其他靈敏的TNT檢測(cè)系統(tǒng)的檢出限低出100倍，如果改良了該系統(tǒng)的膠體穩(wěn)定性和微粒的粒度分布，這項(xiàng)研究將開(kāi)創(chuàng)一種新的用于制備MIP化學(xué)傳感器的合理方法。

另外還有一些聯(lián)合使用量子點(diǎn)和MIP來(lái)檢測(cè)擬除蟲(chóng)菊酯的新方法。擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥是常用的殺蟲(chóng)劑，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、工業(yè)及家用殺蟲(chóng)中。該研究顯示［23］，量子點(diǎn)被固定在具有λ氯氟氰菊酯印跡位點(diǎn)的硅膠顆粒上，當(dāng)目標(biāo)物濃度升高時(shí)熒光強(qiáng)度降低。相較于其他擬除蟲(chóng)菊酯（氯氰菊酯、氯菊酯和溴氰菊酯），該納米MIP薄層對(duì)λ氯氟氰菊酯有很好的選擇性（3倍），檢出限為3．6mg／L，回收率為96%。另有一種圍繞量子點(diǎn)合成聚合物外殼的方法優(yōu)于量子點(diǎn)鑲嵌法：較大的比表面積，可與更多分析物結(jié)合；識(shí)別位點(diǎn)和量子點(diǎn)間距離較短導(dǎo)致更強(qiáng)的量子點(diǎn)發(fā)光。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)則在于重結(jié)合時(shí)量子點(diǎn)膠體系統(tǒng)十分穩(wěn)定。利用這種方法，Wang等［51］合成了一種能檢測(cè)水中五氯苯酚的MIP。五氯苯酚是一類用作除草劑、殺蟲(chóng)劑或木材防腐的有機(jī)氯化合物。五氯苯酚的短期暴露可對(duì)重要器官，如肝、腎或肺，產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害，基于修飾Mn的硫化鋅量子點(diǎn)的MIP光學(xué)傳感器通過(guò)化學(xué)發(fā)光的改變可以用來(lái)檢測(cè)水樣中的五氯苯酚。該MIP能在nmol／L濃度下識(shí)別目標(biāo)物，而當(dāng)其他有機(jī)氯存在時(shí)，其NIP也能識(shí)別五氯苯酚。2009年還報(bào)道了一種采用鹵化雙酚作為識(shí)別元件，用于識(shí)別水中甲萘威（1－萘基甲基氨基甲酸酯）的具有高度選擇性的MIP［52］。甲萘威屬于氨基甲酸酯類化合物，它主要用作家庭花園、商業(yè)性農(nóng)業(yè)殺蟲(chóng)劑用來(lái)保護(hù)植被。使用本體聚合制備含有和不含有鹵原子（溴或碘）的MIP，引入重鹵原子，能在重鹵原子引起的室溫磷光的基礎(chǔ)上檢測(cè)識(shí)別目標(biāo)物。這種方法克服了傳統(tǒng)熒光檢測(cè)的常見(jiàn)缺點(diǎn)，如熒光壽命短和易散射等，但是該分析信號(hào)對(duì)溫度敏感，在這種條件下，鹵化的MIP對(duì)甲萘威的響應(yīng)比NIP高4～10倍。Fang等［53］還合成了一種基于流動(dòng)注射的化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)的用于檢測(cè)馬來(lái)酰肼的熒光MIP化學(xué)傳感器。馬來(lái)酰肼是一種用于蔬菜儲(chǔ)存的暫時(shí)性植物生長(zhǎng)抑制劑。當(dāng)馬來(lái)酰肼與堿性魯米諾－高碘酸鉀反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)大的后發(fā)光現(xiàn)象，可以使用光電倍增管來(lái)檢測(cè)該種光電信號(hào)。反應(yīng)結(jié)束后，被吸收的目標(biāo)物被流動(dòng)液帶走除去，而MIP上的空腔能再次吸附目標(biāo)物。該馬來(lái)酰肼－MIP的動(dòng)態(tài)線性范圍是3．5×10－4mg／L至5．0×10－2mg／L，檢出限為6．0×10－5mg／L，并自稱比其他除草劑常規(guī)檢測(cè)方法的檢出限要低得多。

4 小結(jié)

本文闡述了在過(guò)去十幾年中熒光傳感器取得的重大進(jìn)展。通常情況下，因文獻(xiàn)中所合成的材料使用了不同的參數(shù)來(lái)表征其重要特性，所以很難評(píng)估合成材料的質(zhì)量，因此本文使用了最典型的、最重要參數(shù)（復(fù)合穩(wěn)定常數(shù)和檢測(cè)線）來(lái)評(píng)價(jià)這些納米材料。大部分的光學(xué)傳感方法是基于單波長(zhǎng)的熒光測(cè)量，其波長(zhǎng)是由熒光指示染料所決定的，目標(biāo)物與指示劑相互作用而導(dǎo)致熒光強(qiáng)度改變。開(kāi)發(fā)更多特殊的指示劑，更精確地定制MIP的結(jié)構(gòu)以及在納米尺寸上使用MIP技術(shù)等方向都是未來(lái)MIP研發(fā)的熱點(diǎn)。納米MIP上使用新的指示劑將有可能提高選擇性分子印跡位點(diǎn)的生成率。由于納米顆粒的表面積顯著減少，目標(biāo)物在納米MIP中的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)比在本體MIP或薄層MIP中的更為有效。此外，使用核－殼結(jié)構(gòu)，可以開(kāi)發(fā)出其外殼具有印跡位點(diǎn)的納米顆粒。通過(guò)調(diào)整納米級(jí)殼層的厚度，可以顯著降低化學(xué)傳感器的響應(yīng)時(shí)間。隨著納米粒子的殼結(jié)合更加敏感和更具選擇性的指示劑技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)流通式系統(tǒng)或生物芯片陣列技術(shù)可以連續(xù)檢測(cè)各種分析物。這些新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和使用將使得實(shí)驗(yàn)室中的醫(yī)學(xué)研究成果順利轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)中的過(guò)程分析技術(shù)。

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