分子印迹技术（molecularlyimprintingtechnology，MIT）是一种制备对目标分子具有特异性识别和结合能力的聚合物技术。其中运用分子印迹技术制备的对目标分子有特异性识别能力的高分子化合物称为分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers,MIPs)，MIPs具有构效预定性、结构稳定性和对目标化合物高选择性的优点，制备容易，可多次重复利用，能从复杂样品中选择性提取目标分子和结构类似物，成为了分离各种天然产物的新技术之一。

       根据功能单体与模板的结合方式不同，目前制备分子印迹聚合物的方法可分为三种。一是共价键法，即功能单体与模板以共价键作用形成复合物，结合形式主要有硼酸酯、西佛碱、缩醛（酮）、酯、螯合键作用等。该方法的优点是MIP的识别位点均匀，选择性高；缺点是能印迹的模板分子有限，且由于共价键作用强，脱去模板分子较为困难，在印迹和再识别过程中，模板和功能单体之间的结合和解离速度较慢，难以满足快速分离的要求。二是非共价键法，即功能单体与模板以非共价键作用形成复合物，结合形式主要有氢键、静电引力、疏水作用、离子键、金属配位键等。非共价键法的优点为制备过程简单，识别速度快，模板分子易去除，其识别过程更接近天然的分子识别系统；缺点是结合位点不均匀，常导致非特异性结合，易造成峰展宽和拖尾，且由于非共价键作用弱，因此强烈依赖于溶剂的极性，难以在水中制备MIP。但由于其适用性广，目前MIP的制备多数采用这种方式。三是空间牺牲法，空间牺牲法也叫半共价法，将共价键法与非共价键法加以综合，即聚合时功能单体与模板的作用力是共价的，而在识别过程中是非共价的。其优点是功能单体和模板分子的结合和解离速度较快，适于快速识别；缺点是去除模板分子较困难，印迹和再识别时的位点有所不同，使得分子选择性有所降低。

       中药成分结构复杂、种类繁多，含量差异大，而且有些成分性质不稳定使得中药活性成分的分离纯化难以实现。现阶段中药活性成分的分离纯化主要运用硅胶柱色谱、大孔吸附树脂柱色谱、凝胶柱色谱、高效逆流色谱和制备型高效液相色谱等技术。这些方法不仅溶剂消耗量大、环境污染严重，而且存在特异性差、提取效率低等问题。多模板分子印迹固相萃取技术在分离纯化中药活性成分方面拥有很大优势，能实现同时提取中药中的同类化合物或活性成分群，提高中药分离提取的稳定性、特异性和高效性。近年来，MIPs 在黄酮、生物碱、苯丙素和萜类等多种中药活性成分的分离纯化方面有广泛的应用。

       ①黄酮类化合物的提取：利用分子印迹技术富集提取黄酮类化合物可基于功能单体与黄酮结构中酚羟基之间形成的氢键、芳香环与黄酮类化合物的π-π 作用力或范德华力来实现，所以分离黄酮类化合物的分子印迹聚合物大多属于非共价键型。基于多模板分子印迹技术固相萃取技术，对芦丁、黄芩素、黄芩苷和槲皮素等黄酮类化合物的研究较多。分离中药中黄酮类活性成分的分子印迹聚合物大多属于非共价键型，聚合方法以沉淀聚合法较为常见，制备方法简便，相较于超声提取法、酶提取法、超临界流体萃取法和大孔树脂吸附法等常规方法，其提取工艺简单、活性成分纯度高。

       ②生物碱类化合物的提取：生物碱是一类含氮有机化合物，结构复杂多样的印迹模板分子可在酸性条件下与重金属、有机酸、多电子基团形成超分子复合物；与鞣质结合形成超分子；环肽类大分子也可作为主体分子包裹其他小分子形成超分子；由于生物碱形成超分子的形式较为丰富，所以提取生物碱时依据其性质，可选用酸、水、醇和亲脂性有机试剂如氯仿、苯等破坏生物碱形成的超分子使之提取出来。同样，其他化合物可根据其物理化学性质，推出提取过程的“印迹模板”作用，选择相应的物理化学方法，最终建立起适合中药所有成分的提取方法，即基于超分子“印迹模板”客体整体的提取分离方法，实现中药制剂的精确提取。基于多模板分子印迹技术，各生物碱分子主要通过与聚合功能单体之间形成非共价键来特异性识别一系列生物碱类化合物。从生物碱类分子印迹聚合物的众多制备方法来看，其功能单体的选择大多为酸性功能单体(如甲基丙烯酸) 和弱碱性功能单体(如4-VP)，此类功能单体容易与模板分子形成稳定的分子印迹聚合物，吸附剂的重现性较高。另外，选择与目标化合物结构相似的代表性化合物作为虚拟模板所制备的印迹聚合物，可以实现多种模板分子及其结构类似物的交叉选择性识别，达到分离提取的目的。

       ③苯丙素类化合物的提取：苯丙素类化合物是天然存在的一类苯环与三个直链碳连接（C6-C3基团）构成的化合物，一般具有苯酚结构，有酚性物质。采用多模板分子印迹技术分离提取苯丙素类化合物，大多是基于功能单体与模板分子基团之间的氢键及范德华力等分子间作用力来实现特异性分离。在分子印迹聚合物的众多聚合方法中，表面分子印迹法在分离苯丙素类化合物应用中较为广泛。对于苯丙素类化合物的分离提取，由于此类化合物含有羧酸基团而显酸性，选择碱性或弱碱性的功能单体能够提高聚合物的稳定性，有利于增加吸附剂吸附量和提高总回收率。

       ④萜类化合物化合物的提取：萜类化合物是分子式为异戊二烯的整数倍的烯烃类化合物，普遍存在于植物体内的天然来源碳氢化合物。利用多模板分子印迹技术分离多种萜类化合物只能通过母体结构与功能单体间的范德华作用力或与功能单体间的氢键作用来实现。基于分子印迹技术分离不含有功能基团的萜类及衍生物只能通过母体结构的疏水性与功能单体间的范德华作用力来特异性识别，且这种识别效果一般较弱；对于含功能基团(如羟基、羧基等) 的萜类及甾体类化合物与功能单体间的氢键作用可使分子识别作用进一步增强。此外，由于一些萜类化合物和功能单体能与金属离子配位形成较稳定的配合物。因此，以配合物作为模板分子构建的分子印迹聚合物在金属离子存在下对这些萜类化合物具有更高的特异性识别。

       不过，虽然分子印迹技术在中药多组分提取分离的应用中极具发展潜力，但依然存在一些问题。如MIPs 与目标分子之间大部分以氢键结合，反应局限在非极性或弱极性溶剂中，为尽量减少有机溶剂的使用，以符合绿色化学的理念，需寻找一类适用于水等强极性溶剂的新型功能单体。此外，当前分子印迹技术应用成本较高，离实现大规模工业化生产有相当长的路要走。

       参考资料：

       [1]李硕,常月月,程芳芳,包贝华,曹雨诞,姚卫峰,张丽,丁安伟.多模板分子印迹固相萃取及其在中药多组分提取分离中的应用[J].药学学报,2021,56(03):751-760.

       [2]陈思阳,李文姣,樊启猛,王韧,杨岩涛,刘文龙,唐宇,刘润南,周逸群,唐昱,刘平安,贺福元.中药提取工艺的超分子“印迹模板”作用规律探讨[J].中草药,2019,50(12):2785-2790.

       [3]郝萌萌,徐锦,韩伟.分子印迹技术在中药活性成分提取纯化中的应用进展[J].机电信息,2017(23):49-55.

       作者简介：小泥沙，食品科技工作者，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品及功能性食品的开发与研究。