20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific

There is 1 related live offer.

20% Off Mass Spectrometers

Molecularly Imprinted Polymrer som Konstgjort Erkännande- och DrogLeveransMassmedia

Vid Prof. Joseph J. BelBruno

Professor Joseph J. BelBruno, Avdelning av Kemi, Dartmouth Högskola, Hanover, NH 03755 USA. Motsvarande författare: jjbchem@dartmouth.edu

Molekylär erkännande och molekylär inkapsling är nanoscale bearbetar det erbjudande som utmärkt är potentiellt för applikationer som så är olika som avkännare, miljö- remediation och uppsätta som mål drogleverans. Biologiska receptors och naturliga material liksom liposomes erbjuder utmärkta kännetecken för sådan bruk. Emellertid är är dessa molekylar dyra, komplex till jordbruksprodukter och känsliga till kemiska och läkarundersökningmiljöer. Molekylär imprinting producerar molekyl-närmare detalj hål, som efterapa uppförandet av, och kan ersättas för, naturliga receptorbandplatser, eller antikroppar, utan temperaturkänsligheten och kicken kostar av de naturliga systemen.1 Dessutom kan dessa konstgjorda receptors synthesizeds för nästan några uppsätta som mål molekylen.

Fördriva flera alternativa metoder finns, det allmänna begreppet för imprinting, via polymerisation, visas in Figurerar 1. Mallen eller uppsätta som mål molekylen är blandad med monomeren. Till Och Med själv-enheten bildar mallen ett komplex med de funktionella grupperna av monomeren. Detförsamlat strukturerar låsas in i förlägger vid polymerisation med ett crosslinking medel. Efter polymerisation har varit färdig, dras ut mallen från polymern, och den molecularly imprinted polymern eller MIPEN är ordnar till för bruk. För MIP rebindsna selektivt mallmolekylen från lösning eller från dunsten arrangerar gradvis.

Figurera 1. Syntetmaterialtillvägagångssättet för produktion av MIPs visas. Mallen och monomeren är blandade, och ettpolymerisation komplex bildas. Crosslinkeren och igångsättaren tillfogas, och komplex ”låsas” in i polymern. Slutligen tas mallen bort, och MIPEN är ordnar till för rebinding.

När de kopplas ihop till en teknik, som läser ut närvaroen av analyten, ger MIPs en molecularly specifik metod av att identifiera ett kemiskt medel. Molecularly imprinted polymrer har använts som heltäckande arrangerar gradvis extraktionadsorbents, och som chromatographic (GC och HPLC) kolonnmaterial för avskiljandet och beslutsamhet av en spänna av uppsätta som mål inklusive miljö- föroreningar, pharmaceuticals, bekämpningsmedel, kemiska krigmaterial, och industriellt förloradt strömmer. Drogupptäckt och drogleveransen är extra forskning sätter in i vilka MIPs kan leka en roll.1 Både större biologiska molekylar som liksom proteiner och mindre, reklamfilmterapi har uppsätta som mål.

Bildandet av MIPs karakteriseras ofta av viktiga ändringar i polymermorfologi, som observeras att använda microscopytekniker på nanoscalen.2 Figurera 2 gåvor som den atom- styrkamicrocopyen (AFM) avbildar av våra unimprinted och glukos-imprinted polyvinylphenolpolymrer. Notera att porna som skapas i det imprinted polymeric materiellt är av beställa av några tio av nanometers.

Bildandet av filma kontrolleras av släktingen arrangerar gradvis avskiljandet av mall-polymern varar värd komplex från de andra delarna, mall-mall och polymer-polymer, av MIP-lösningen. Dessa är avbildar av ett tunt filmar av MIPEN, med en mätt tjocklek av ~300nm.

Figurera 2. AFM avbildar av en unimprinted polyvinylphenol filmar (lämnat), och en polyvinylphenol filmar imprinted med glukos (rätt).

MIPs är av intresserar som syntetiskt bildade erkännande- och bandmedel för en variation av avkänning av applikationer, som är fokusera av vår strömforskning. Som avkännare är de nyckel- beståndsdelarna av MIPs tätheten av aktivplatser, rusar deras reglerande avkännaresvar för geometrisk accessibility, och selectivityen som de ställer ut för analyten. Tunt filma material ganska än pudrar kan vara van vid optimerar tätheten, och tillgänglighet av receptorplatser, som de bildas ofta under non-equilibrium, villkorar och, när den är tunn, minimerar diffusionen distanserar nödvändigt för att analyten ska korsa under extraktion- och bandhändelser.

Den Olika avkännande mekanismen används i olika anmälde avkännareapparater. Till exempel framkallade3 Sadeghi en potentiometric avkännare som baserades på en polymer imprinted för den antibiotiska levamisolehydrochloriden, som bäddades in i ett polyvinylchloridemembran. Avkännaren, med en känslighet i µMen spänner, en svarstid av mindre, än 15s och en lifespan av fyra månader, var högt selektiva till antibiotikummen i endera ren eller tabletutformning. Vi har anmält på en kapacitiv avkännare som uppsätta som mål till lösningar av amino syror, och varat värd i en Nylon-6 filma, ett riktigt parallell-pläterar kapacitivt strukturerar.4 Fungerings i ett AC-funktionsläge, ställde ut dessa avkännare viktiga förskjutningar i skingrandet dela upp i faktorer nå en höjdpunkt, var tagits bort hade att ge information på huruvida uppsätta som målanalyten närvarande i avkännaren eller. Dessutom var avkännarna som byggdes för en specifik amino syra, okänsliga till adsorptionen av annan som konkurrerar amino syror.

För en tid sedan, har vi fokuserat på chemiresistive avkännare. Den imprinted polymerlösningen är rotationen, eller dopp-täckt på en silikon gå i flisor på vilket en uppsättning av interdigitated elektroder producerades lithographically. Polymern filmar hålls mycket tunt, 100-300nm, så att adsorptionhändelsen avkänns och anmälas via ändringen i conductivityen av apparaten. En viktig applikation av denna teknologi är utvecklingen av en avkänning filmar för att avkänna närvaroen av secondhand cigarettrök, genom specifikt att adsorbera nikotin i det omgivande för att lufta.5 Denna apparat relies på en ledande polymer filmar, polyanilinen, som det anmäla medlet. Ett typisk svar till närvaroen av secondhand röker från en singelcigarett visas in Figurerar 3. Förhöjningen i motstånd är omgående, och bortgången från maximat uppstår, som cigaretten släcks. Inkorporering av en sådan filma i en ska personlig avkännare ger hjälpmedlet för att meddela de som är känsligast till delarna av att pyra tobak som de måste ta försiktigheter.

Figurera 3. Svaret av enbaserad avkännare till secondhand cigarettrök via upptäckten av nikotin.

En liknande apparat som använder ett olikt adsorbentlagrar, men använder också polyaniline som den anmäla beståndsdelen, har framkallats specifikt för att avkänna närvaroen av gasformig formaldehyde på under-ppm jämnar.6 Igen att ge hjälpmedel som ser till säkerheten av de, som kan, fås effekt motsatt av exponering.

Båda av debaserade avkännarna som över beskrivas, rely på polyaniline som den ledande beståndsdelen. Detta är ett restriktivt läge, sedan ändringen i conductivity kräver att analyteabstrakt begrepp en proton från den dopade polymern. Vi har framkallat ett allmänare att närma sig i vilket den ledande beståndsdelen är singeln walled kolnanotubes.7 Typisk har en del av kolnanotubes metallisk rekvisita och serve för dessa rör som det anmäla medlet för adsorption. MIPEN täckas på nanotubesna, som sättas in därefter över elektroderna. Denna är en allmän teknik, och stunder som vi förväntar att finna talrikt bruk för teknologin, en specifik applikation vi har anmält testar för närvaroen av cotininen i urine. Cotinine är ha som huvudämnemetaboliten av nikotin, och ett känsligare testar krävs för att bedöma exponering till secondhand cigarettrök i individer.


Hänvisar till

  1. J.J. BelBruno ”Imprinted Molecularly Polymrer: Konstgjorda receptors med sned boll-varierande applikationer”, Micro och Nanosystems, 1, 163 (2009).
  2. S.E. Campbell, M. Collins, L. Xie och J.J. BelBruno ”Ytbehandlar morfologi av rotationen täckte molecularly imprinted polymern filmar”, Ytbehandlar och Har Kontakt Analys 41, 347 (2009).
  3. S. Sadeghi, F. Fathi och J. Abbasifar, ”Potentiometric avkänning av levamisolehydrochloride som baseras på den molecularly imprinted polymern”, Avkännare och Utlösare B 122, 158 (2007).
  4. J.J. BelBruno, G. Zhang och U.J. Gibson, ”Kapacitiv avkänning av amino syror i molecularly imprinted nylon filmar”, Avkännare och Utlösare B 155, 915 (2011).
  5. Y. filmar Liu, A. Antwi-Boampong, S.E. Tanski, M. Sträcka på halsen och J.J. BelBruno, ”Upptäckt av secondhand cigarettrök via nikotin som använder den ledande polymern,”, sänd Vetenskap (, Sept. 2012).
  6. S. filmar Antwi-Boampong och J.J. BelBruno, ”Upptäckt av formaldehydedunsten som använder den ledande polymern,”, Avkännare och Utlösare B, (som sänds, Aug. 2012).
  7. S.W.R. Dunbar och J.J. BelBruno, ”imprinted Molecularly denkol nanotubeavkännaren som uppsätta som mål till cotininen”, Kemiska Avkännare, i pressen (2012).

Date Added: Sep 6, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 12:59

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit