2　模板分子与温敏型ＭＩＰ的相互作用
　　模板分子与功能基团的相互作用,是温敏型ＭＩＰ特异性结合模板分子的基础。这些作用包括静电作用、配合物的形成、氢键作用、疏水相互作用等,另外,印迹空腔的形状大小有时也是印迹成功的因素。
2。1　静电印迹温敏型ＭＩＰ
    带异种电荷的离子或基团之间可通过强烈的静电作用相互吸引。因此,利用功能单体与模板分子的静电作用制备的ＭＩＰ往往具有较高的亲和力和选择性。人们已成功地制备了Ｃａ2+、Ｐｂ2+等多价金属离子的温敏型ＭＩＰ[11～15]。这些印迹聚合物通常以甲基丙烯酸或丙烯酸为功能单体并在与金属阳离子预先形成盐后再进行聚合。平衡吸附实验发现,这些温敏型ＭＩＰ对金属阳离子的吸附,在高于低临界溶解温度(ＬＣＳＴ)时,比在低于ＬＣＳＴ时大得多。以磺酸基团作为功能基团制备的多价阳离子ＭＩＰ也观察到了类似结果[16]。以季胺盐作为功能单体,可以制备在溶液中带负电荷的有机离子的温敏型ＭＩＰ[17,18]。
2.2　配位印迹温敏型ＭＩＰ
     配位化合物是配体和金属阳离子间的多接触点结合物,通常具有较高的稳定常数。金属离子与功能单体形成络合物的结构能提高ＭＩＰ对金属离子的亲和力。已有一些配体如Ｎ (4 乙烯基)苯甲基乙二胺(ＶＢＥＤＡ)[19,20]、Ｎ,Ｎ′ 二(4 乙基)苯乙二醇二胺(ＥＶＢＥＤＡ)[21]、4 乙烯基苯 乙二胺[22]等用于温敏ＭＩＰ中。这些配体均以氨基氮为配位原子,为了使配体与金属离子形成适当结合稳定性的配合物,在氨基氮原子间用其他原子和基团隔开,以形成合适的距离。研究发现,ＭＩＰ对作为模板的离子的吸附量随温度而改变。当以ＶＢＥＤＡ为配体时,还观察到以金属离子为模板的ＭＩＰ对二价离子的吸附能力为Ｃｕ2+>Ｎｉ2+>Ｚｎ2+>Ｍｎ2+,造成这种差异的原因是络合离子构型不同。由于金属离子与配体间结合较强,配位印迹温敏型ＭＩＰ不易可逆性地结合金属离子,因此需要恰当地设计螯合配体,使配体既能与金属离子形成特异性的结合,又能随温度改变而改变其在ＭＩＰ中的位置。这可能是到目前为止配位印迹温敏型ＭＩＰ报道较少的原因。
2.3　氢键印迹温敏型ＭＩＰ
    对于可以形成氢键的有机小分子,可以利用它们与共聚物凝胶中的同样可以形成氢键的功能基团间的相互作用,以氢键结合的形式被凝胶识别。这是非共价印迹最常用的方式。由于氢键是较弱的相互作用,因此不存在功能单体与模板分子结合后不易分开的问题。但是如果氢键太弱则会不利于模板分子在印迹凝胶中形成特异性吸附。以氢键为基础的温敏型ＭＩＰ已成功地用于盐酸肾上腺素[10,23]、多巴胺[24,25]、茶碱[26]、噻吗洛尔(ｔｉｍｏｌｏｌ)[27,28]、4 氨基吡啶[29]、焦谷氨酸[30]、葡萄糖[31]等的印迹。在这些ＭＩＰ中,为了形成较强的氢键作用,都采用了分子印迹技术中广泛使用的甲基丙烯酸或丙烯酸作为功能单体。
2.4　疏水印迹温敏型ＭＩＰ
    在高交联度的ＭＩＰ研究中,对于一些功能基团少的物质,可以利用疏水相互作用作为辅助手段增加印迹效果。例如,在研究多巴胺印迹聚合物时,Ｓｕｅｄｅｅ等[25]观察到即使在高于ＬＣＳＴ时凝胶对多巴胺的吸附平衡常数Ｋ也随温度升高不断增大,这是由于温度升高时凝胶疏水性增加而更好地与多巴胺中的疏水苯环作用,从而提高了印迹效果。由于疏水相互作用通常非常弱且特异性不高,除了形成包合物以外,一般不能只依靠疏水相互作用来制备ＭＩＰ[32]。
2.5　大分子和形状印迹温敏型ＭＩＰ
    蛋白质等大分子的印迹一直是高交联度ＭＩＰ的一个难点,其中最重要的原因之一是这些大分子进出印迹空腔受到凝胶孔隙尺寸和印迹空腔刚性特征的限制。常用表面印迹法来部分地解决问题,但不可避免地降低吸附容量和选择性并增加印迹聚合物制备的难度。温敏型ＭＩＰ由于高分子链保持了适当的柔性,为克服上述困难找到了新的思路。Ｄｅｍｉｒｅｌ等[33]以丙烯酰胺和马来酸为功能单体合成的ＭＩＰ,证明大分子在温敏型ＭＩＰ中具有印迹效果,并且模板分子在凝胶中有较高的传质速度。但大分子温敏ＭＩＰ的研究仍然很少。温敏型ＭＩＰ还可用于亚微米粒子的印迹。Ｔａｋｅｏｋａ等[34]利用形状印迹制备了亚微米硅胶颗粒的温敏型ＭＩＰ,观察到了凝胶色彩随硅胶颗粒大小和温度而变化的有趣现象。利用形状印迹凝胶的颜色随凝胶体积变化的现象,同时利用葡萄糖结合使苯硼酸电离平衡迁移的性质,Ｎａｋａｙａｍａ等[35]制备了可用于检测葡萄糖浓度的凝胶。
3　温敏型ＭＩＰ的制备方法
　　模板分子的印迹方法包括共价印迹、非共价印迹和半共价印迹法三种。共价印迹中ＭＩＰ的温敏性价值有限,因而没有研究者将其引入到温敏型ＭＩＰ制备中。按照制备前模板分子与ＭＩＰ其它组成成分的相对状态,已报道的温敏型ＭＩＰ的制备方法可分为模板分子共聚合、牺牲空间法、后交联、互穿聚合物网络四种方法。
3,1　模板分子共聚法
    模板分子共聚法属于非共价印迹方法。模板分子共聚法不需要对模板分子进行化学修饰,也不需要对组成印迹聚合物的单体进行预聚合,ＭＩＰ的制备过程简单易行,同时,非共价印迹方法可供选用的功能单体、结构单体及交联剂较多,能适应制备不同模板分子的印迹聚合物的要求[7]。因此,模板分子共聚法是最常用的方法。该方法是将模板分子、功能单体、温敏单体、交联剂和引发剂分散于一定致孔剂中通过热引发或光引发聚合,去除模板分子后即得到温敏型ＭＩＰ。与高交联度ＭＩＰ不同,应用这种方法制备时,需要注意交联剂浓度(一般不超过单体总量的5%)以保证ＭＩＰ的温敏性。此外,功能单体浓度不能太高,其与模板分子的摩尔比也应合理选择。
3.2　牺牲空间法
    牺牲空间法是一种半共价印迹方法,应用于温敏型ＭＩＰ较少,但也有少数成功的例子。Ｄ’Ｏｌｅｏ[16]采用二硫键作为可断开的连接基团,并且氧化断开后形成两个邻近的磺酸基团,从而可以结合二价阳离子。由于二硫键硫原子间距与其被氧化成磺酸基团后硫原子间距大不相同,使得ＭＩＰ对钙离子的总亲和力Ｓ·Ｋ∝[ＳＯ3-](e1.5)。Ｍｏｒｉｔａｎｉ等[18]利用含有两个烯丙基、两个带正电荷的季铵基团、一个作为连接基团的邻二醇结构的模板分子替代物,经与温敏单体共聚后使邻二醇碳碳键氧化断裂,从而产生两个具有设定距离的邻近季铵基团,这两个邻近季铵基团就可以特异性地识别含有间距与模板分子替代物中两个季铵基团间距相近的带负电荷的基团的分子。牺牲空间法需要按每一个模板分子对功能基团的空间位置进行化学结构的特殊设计,增加了ＭＩＰ制备的难度,但是这种方法制备的ＭＩＰ结合位点均一,对模板分子的结合特异性较好。
3.3　后交联法
   这种方法使用预先制备的带有可聚合或可反应侧链的共聚物在模板分子存在下利用侧链进行交联,洗脱模板分子后得ＭＩＰ。共聚物上功能基团因为模板分子的存在而处于有利于和模板分子结合的位置,交联后这种位置分布得以保持,从而有利于模板分子的再结合。利用硫醇和二硫键之间的转换,Ｈｉｒａｔａｎｉ等[11]以ＮＩＰＡ为主结构单体,Ｎ,Ｎ 二丙烯酰胱胺为可逆交联剂,在少量永久交联剂Ｎ,Ｎ 亚甲基双丙烯酰胺(ＢＩＳ)存在下,制备了钙离子的初始ＭＩＰ,然后还原二硫键为巯基,再在Ｃａ2+存在下氧化交联得氧化ＭＩＰ,这种氧化ＭＩＰ与初始ＭＩＰ具有相近的钙离子结合能力。但是,Ｅｎｏｋｉ等[17]以含巯基的非ＭＩＰ凝胶在模板分子8 羟基 1,3,6 三磺酸芘(Ｐｙ 3)存在下制得的ＭＩＰ对作为模板分子的Ｐｙ 3的吸附能力达不到按凝胶中功能基团数计算的量。Ｌｉ等[26]将聚(甲基丙烯酸新丁酯 ｃｏ 甲基丙烯酸三甲基硅氧乙酯)水解去硅,并用甲基丙烯酸酐(ＭＡＡＮ)进行酯化接上可聚合基团后,在模板分子茶碱存在下聚合制备了ＭＩＰ,同样发现ＭＩＰ比直接用功能单体ＭＡＡ制备的ＭＩＰ对茶碱的吸附量要小。后交联法对于利用天然高分子产物制备ＭＩＰ非常必要,另外还可用于调整ＭＩＰ对模板分子的亲和力,对制备ＭＩＰ膜也是一种潜在的方法,但是这种方法制备的ＭＩＰ吸附容量可能较低。
3.4　互穿聚合物网络法
   温敏性的保持除可通过加大ＭＩＰ中ＮＩＰＡＭ的摩尔分数以外,利用互穿聚合物网络结构也可以使凝胶保持有ＰＮＩＰＡＭ的温敏特性,并用于ＭＩＰ的制备。Ｙａｍａｓｈｉｔａ等[15]以丙烯酸钠制备出凝胶,再在重金属离子溶液中吸附离子后加入ＮＩＰＡＭ聚合,制得互穿网络聚合物,从而使ＭＩＰ既有结合离子的能力,又有ＰＮＩＰＡＭ所具有的ＬＣＳＴ,克服了离子型单体含量较高的ＮＩＰＡＭ共聚物可能没有ＬＣＳＴ行为的不足。表1列出了文献中温敏ＭＩＰ的制备方法、已探索过的模板分子、功能单体和功能单体与模板分子间的相互作用。

4　结语
　　温敏型ＭＩＰ经过几年的发展,目前还只是进行了初步的探索。与高交联度ＭＩＰ一样,吸附容量小和传质速度低限制了其在一些领域的应用。低交联度下的柔性高分子构象的不稳定可能降低模板分子的结合特异性,这对于ＭＩＰ用作传感元件、固相萃取、药物载体等并不都是有利的。温敏型ＭＩＰ识别模板分子的机理还缺乏深入的研究。与高交联度ＭＩＰ不同,低交联度的温敏型ＭＩＰ对模板分子的吸附过程不能简单地引用酶 底物的“锁 钥”模型加以解释,能量最低原理可能能够更好地适于理解温敏型ＭＩＰ。目前还没有一个预测温敏型ＭＩＰ性能的一般方法,还需要人们利用物理化学基本原理并从微观角度对温敏型ＭＩＰ进行深入的探讨。优质、廉价、便于使用的温敏材料以及模板分子的范围还需要进一步拓展。尽管如此,对温敏型ＭＩＰ的研究已经在现象观察和理论分析方面做了一些有意义的工作。温敏型ＭＩＰ相对于高交联度ＭＩＰ所具有的亲和力可调、传质速率较快等优点可拓宽ＭＩＰ的应用领域。温敏型ＭＩＰ的研究还将促进人们开发更多的环境感应型分子印迹技术,并进一步深化人们对ＭＩＰ分子识别机理的认识。