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原文传递用于化学传感的分子印迹聚合物

专利名称：	用于化学传感的分子印迹聚合物
摘要：	本文公开了制造针对稀缺目标分子的分子印迹聚合物的方法，该分子印迹聚合物是使用替代分子制成的。本文还公开了分子印迹聚合物及其在检测所选目标分子中的用途，特别是通过将荧光替代分子结合到分子印迹聚合物，然后在与目标分子接触时从分子印迹聚合物中被取代。在优选实施方式中，分子印迹聚合物由选自甲基丙烯酸甲酯的功能单体、选自三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯的交联剂和选自土臭素和2‑甲基异冰片的目标分子形成。替代分子通过基于形状的筛选工具选择，其中替代分子具有至少0.8的形状相似度得分，且替代分子与功能单体的比例为1:2至1:6，且功能单体与交联剂的比例为1:1至1:2.5。该分子印迹聚合物用于检测水中的分析物。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	新加坡;SG
申请人：	新加坡国立大学
发明人：	蔡丽玲;唐彦华;龙籍耀;李程;倪馼鸿
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201880032535.3
公开号：	CN110637226A
代理机构：	成都超凡明远知识产权代理有限公司
代理人：	王晖;刘书芝
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	新加坡新加坡市
主权项：	1.一种适合于检测目标分子的分子印迹聚合物，所述聚合物包括具有多个空腔的交联聚合物，其中：所述聚合物由选自由甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯组成的组中的一种或多种的功能单体和选自二甲基丙烯酸乙二醇酯和/或三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯的交联剂形成；所述空腔具有对替代分子的第一亲和力和对所述目标分子的第二亲和力，其中，所述第一亲和力大于或等于所述第二亲和力，其中，所述分子印迹聚合物具有：对所述目标分子的结合能力为由使用所述目标分子本身产生的分子印迹聚合物获得的结合能力的至少60％；以及对所述目标分子的结合能力为10至30μmol/g。 2.根据权利要求1所述的聚合物，其中： (a)功能单体与交联剂的比例为1:1至1:2.5；和/或 (b)所述聚合物具有的对所述目标分子的结合效率大于或等于2。 3.根据权利要求2所述的聚合物，其中，所述聚合物还包括所述目标分子的荧光标记的替代物，其中所述替代物是比所述目标分子更弱的结合物，使得它在所述聚合物暴露于所述目标分子时就被从所述聚合物替代。 4.根据权利要求1所述的聚合物，其中，所述目标分子是土臭素。 5.根据权利要求4所述的聚合物，其中，以下一个或多个适用： (a)所述聚合物对土臭素的结合能力为10至15μmol/g，诸如11.6μmol/g； (b)所述功能单体是甲基丙烯酸，所述交联剂是三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，且功能单体:交联剂的所述比例为1:1；以及 (c)所述聚合物还包括土臭素的荧光标记的替代物，其中所述替代物是比土臭素更弱的结合物，使得它在所述聚合物暴露于土臭素时就被从所述聚合物替代。 6.根据权利要求4所述的聚合物，其中，所述土臭素的荧光标记的替代物是2-(7-氨基-4-甲基-2-氧亚基苯并吡喃-3-基)乙酸[(4aS,8aS)-十氢萘-1-基]酯。 7.根据权利要求3所述的聚合物，其中，所述目标分子是2-甲基异冰片。 8.根据权利要求7所述的聚合物，其中，以下一个或多个适用： (a)所述聚合物对2-甲基异冰片的结合能力为15至20μmol/g，诸如18.9μmol/g； (b)所述功能单体是甲基丙烯酸，所述交联剂是二甲基丙烯酸乙二醇酯，且功能单体:交联剂的所述比例为1:2.5； (c)所述聚合物还包括2-甲基异冰片的荧光标记的替代物，其中所述替代物是比2-甲基异冰片更弱的结合物，使得它在所述聚合物暴露于2-甲基异冰片时就被从所述聚合物替代。 9.根据权利要求7所述的聚合物，其中，所述2-甲基异冰片的荧光标记的替代物是2-(7-氨基-4-甲基-2-氧亚基苯并吡喃-3-基)乙酸环己基酯。 10.一种用分子印迹聚合物检测样品中目标分子浓度的方法，其中，所述方法包括以下步骤： (a)提供根据权利要求3所述的分子印迹聚合物和待分析的样品； (b)将所述分子印迹聚合物与所述样品接触一段时间以形成样品-聚合物混合物； (c)分离所述样品-聚合物混合物以提供接触样品；以及 (d)通过观察所述接触样品中荧光的存在来定性检测所述接触样品中目标分子的存在，或通过使用荧光分光计测量所述接触样品中的荧光来定量测定所述接触样品中目标分子的浓度。 11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤(b)之前，所述样品要进行预浓缩过程，所述预浓缩过程包括以下步骤： (i)用预浓缩材料接触所述样品以捕获至少所述目标分子； (ii)随后从所述预浓缩材料中释放所述目标分子以提供随后在权利要求23的步骤(b)至(d)中使用的所述预浓缩的样品。 12.一种在待分析的样品中定性和/或定量地检测目标分子的装置，其中，所述装置包括：预浓缩部，用于接收样品并在预浓缩材料上捕获至少所述目标分子；预浓缩样品部，用于从所述预浓缩部接收预浓缩的样品；和检测部，接收所述预浓缩的样品并定性地和/或定量地检测所述目标分子，其中：所述检测部包括根据权利要求3所述的分子印迹聚合物。 13.一种使用替代分子代替目标分子来提供分子印迹聚合物的方法，所述方法包括以下步骤: (i)选择目标分子，并然后选择具有至少0.80的形状相似度得分的替代分子；以及 (ii)使用所述替代分子，通过在所述替代分子的存在下使功能单体与交联剂反应，来形成分子印迹聚合物库，其中替代分子与功能单体的比例为1:2至1:6，且功能单体与交联剂的比例在每个库成员中为1:1至1:2.5，并建立每个库成员与所述目标分子和/或所述替代分子的结合能力(QMIP)； (iii)通过在不存在所述替代分子的情况下使功能单体与交联剂反应，形成对应的非分子印迹聚合物库，其中功能单体:交联剂在每个库成员中的比例为1:1至1:2.5，并建立每个库成员与所述目标分子和/或所述替代分子的结合能力(QNIP)； (iv)选择用于检测所述目标分子的分子印迹聚合物，其中所述分子印迹聚合物对于所述目标分子的结合效率(QMIP除以对应的QNIP)大于或等于2，和/或对于所述替代分子的结合效率大于或等于2.5。 14.根据权利要求13所述的聚合物，其中： (a)所述功能单体选自由甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯组成的组中的一种或多种；和/或 (b)所述交联剂选自由二甲基丙烯酸乙二醇酯和三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯组成的组中的一种或多种。 15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述目标分子是微生物的代谢物。 16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述代谢物是土臭素或2-甲基异冰片。 17.根据权利要求13所述的方法，其中，替代分子与功能单体的所述比例为1:2至1:4，并且功能单体与交联剂的所述比例为1:1至1:2.5。 18.根据权利要求13所述的方法，其中，功能单体和交联剂在替代分子的存在下的所述反应是自组装反应。 19.根据权利要求13所述的方法，其中，在权利要求1的步骤(iv)中所选的所述分子印迹聚合物是具有最大结合效率的聚合物。 20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括形成含有所选分子印迹聚合物的检测装置的步骤。
所属类别：	发明专利