中药分子印迹技术对中医药理论的特殊影响
时间：2021-04-23 07:52:36 来源：达达文档网 本文已影响 人 
[摘要] 目的：根据分子印迹技术与实验研究现状探讨中药分子印迹现象对中医药基础理论的影响。方法：结合分子印迹理论基本原理，分析中药分子产生印迹现象的物质基础，结合中医药学科基础理论与中药现代化的要求，寻找更直接的中药作用物质基础。结果：与单成分结构相比，中药及复方成分可以相互络合、复合、螯合、包合、中和、自组装、化学反应形成超分子化合物，中药的物质基础是包括了单成分群在内的超分子体的混合物，超分子与分子之间存在印迹现象，因此在进行中药药性、质量控制、炮制、药物制剂制备、药理学研究时，应特别重视中药超分子之间的印迹作用，中药复方配伍能显著性地改变这一作用形式。结论：中药的物质基础是基于单分子群的超分子混合物，超分子与分子群之间按印迹规律形成作用，这是中药复方区别于单分子药物又一显著的地方。
[关键词]： 中药；超分子；物质基础；分子印迹；中药炮制；中药制剂；质量控制；中药药理学；中药药性
[稿件编号] 20121103004
[基金项目] 国家自然科学基金项目（30472199，30572378，30901971）；湖南省教育厅重点项目（09A068）
[通信作者] *贺福元，教授，博士生导师，主要研究方向为中药药理学、中药药剂与生物药剂学、中医药信息学，Tel：（0731）5381372，E-mail：pharmsharking@tom.com
[作者简介] 夏赞韶，硕士研究生，主要从事中药注射剂致敏原筛查与安全性评价研究，E-mail：283223074@qq.com
分子印迹学是一门关于化学分析分离的新兴学科，最初来源于诺贝尔奖获得者Pauling的抗体产生理论，是化学、高分子、生物、材料、超分子等多学科交叉。于20世纪80年代迅速发展起来，已广泛应用于化学仿生传感、模拟酶催化、膜分离技术、对映体和位置异构体的分离、固相萃取等领域。它有3个非常显著的特点：构效预定性、特异识别性、广泛实用性。分子印迹技术制备的分子印迹聚合物具有亲和性和选择性高、抗恶劣环境能力强、稳定性好、使用寿命长、应用范围广等突出优点，因此吸引了众多的研究与开发兴趣[1]。
分子印迹，又称为分子烙印（molecular imprinting），也叫分子模版技术（molecular imprinting technique，MIT），属于超分子化学中主客体化学研究范畴，是指以某一特定的目标分子（模板分子、印迹分子、烙印分子）为模板，制备对该分子具有特异选择性聚合物的过程，通常被描述为制备与识别“分子钥匙”的人工“锁”技术[2]。
1 分子印迹技术的原理
分子印迹聚合物的合成有以下3个步骤[2]：①印迹分子与功能单体在一定条件下通过共价或非共价键的作用相互结合，形成具有可逆性的主客体配合物；②加入交联剂将该主客体配合物“冻结”起来，制成共聚物；③洗脱印迹分子，这样就在聚合物的骨架上留下了与印迹分子形状和功能基团排列相匹配的“预定”选择性空间和结合位点。首先，印迹分子与功能单体通过共价联接（共价印迹法），或处于相近位置的非共价联接（非共价印迹）而相互结合；其次，主客体配合物（或加成物）被冻结于高分子的三维网络内，功能单体的功能残基则按与印迹分子互补方式而拓扑的置于之内；最后，模板分子从聚合物内出去，在高聚物内遗留了单个模板分子所占有的空腔。在合适的条件下，这空腔可以满意的记住模板的结构、尺寸以及其他物化性质，并能有效且有选择的去键合模板分子或者模板类似物分子。
依据功能单体和模板分子间形成加成物时的键合作用，可分为共价印迹法与非共价印迹法。共价印迹法中模板分子（印迹分子）通过可逆共价键与功能单体结合而相互联接成单体-模板复合物，然后交联聚合，聚合物进一步在化学条件下打开共价键使印迹分子脱离。功能单体一般采用小分子化合物，共价键结合作用包括硼酸酯、席夫碱、缩醛（酮）、螯合键等。此法的优点是单体-模板所形成的配合物十分稳定，且存在着当量关系，因此分子印迹过程（及高聚物内客体键合点的结构等） 是明确而清晰的，可在较宽的聚合条件（如高温、高或低的pH、高极性溶剂）下进行聚合。缺点是单体-模板配合物的合成常较困难，在某些条件下，还可能由于剧烈的条件导致共价联结断裂而使印迹效果变差；另外，模板分子的结合和释出速度都较慢。
非共价键法中，模板分子与功能单体之间按一定的比例自组织排列，以非共价键自发结合形成具有多重作用位点的单体-模板复合物，再经交联聚合冻结这种复合物，聚合后，用适当溶剂将模板分子从高聚物中抽提外出，于是通过相应的非共价作用，可使客体分子被制备的印迹高聚物所捕获。非共价作用有氢键、静电引力、金属螯合作用、电荷转移、疏水作用、范德华力等。此法的优点是不必合成共价单体-模板配合物；可在温和条件下将模板从聚合物中除去；模板分子的键合和释出速度都比较快。缺点是单体-模板加成物不稳定易于变化；聚合过程的条件必须仔细加以选择，才能使混合物中非共价加成物最大程度的稳定存在；在大量功能单体存在的条件下（为使平衡有利于加成物生成）常会出现非特征的键合点，降低了体系结合底物的选择能力。
除了上述2种基本类型外，近年来，发展了一种新的分子印迹技术，即一种共价与非共价印迹杂化体系法。该法将共价印迹法轮廓清晰的优点与非共价印迹法快速键合的长处结合起来，构成杂化印迹法。高分子的制备和共价印迹法相同，但对模板分子的键合则采用非共价相互作用。此法可克服共价印迹中模板分子和功能单体键合、释放较慢的缺点。此外金属螯合作用也在分子印迹技术中得到了发展及应用。
2 分子印迹聚合物的制备
2.1 分子印迹聚合物制备所需材料
模板分子：孙宝维等[2-4]就模板结构与分子印迹效果间关系提出，大多只有1个极性基团的化合物，与功能单体作用的数目较少，不易产生印迹效应；一般含多个极性基团，少数含1个极性基团并具有1个大的疏水结构的化合物在印迹过程中表现出协同效应；具有多个极性基团，而且同时具备部分刚性和柔性结构的化合物，可更好地与功能单体作用。
