摘要：疾病标记物分子印迹聚合物以疾病标记物为模板分子，可实现低浓度和基底复杂的疾病标记物的高效分离和富集。以疾病标记物分子印迹聚合物为敏感元件构建的传感器，可用于对威胁人类健康的高发病率和高死亡率疾病进行筛查和诊断。本文介绍了分子印迹技术的原理和方法，重点介绍了疾病标记物分子印迹中常用的印迹方法、印迹材料、以及疾病标记物分子印迹聚合物在疾病标记物分离及传感中的应用。
关键词：分子印迹； 疾病标记物； 分离； 传感； 评述
1引言
疾病标记物是指当身体出现疾病时在血浆或其它体液中能够检测到的物质，是指示疾病存在的生物化学指标。然而，很多疾病的早期症状不明显，当采用常规方法确诊疾病时，往往已发展到晚期，不利于疾病的早期诊断和患者的长期生存。因此，疾病标记物的筛查及其早期检测，对疾病诊断、药物选择、判断分期、实现个体化治疗以及预后具有重要意义。目前，疾病标记物的检测以免疫分析法为主，包括酶联免疫分析法、电化学发光免疫法、放射免疫分析法等[1]。然而，以上方法往往存在操作繁琐、影响因素多、甚至放射性污染等问题，使得其在疾病标记物早期检测和普及应用等方面受到一定限制。因此，疾病标记物的特异性和灵敏性检测新方法成为研究热点。
分子印迹聚合物（Molecularly imprinting polymers， MIPs）具有制备方法简单、成本低、易于大规模制备、能耐受酸碱等复杂环境等优点，可作为模拟抗体和受体[2]、吸附分离材料[3]、仿生化学传感器的敏感元件[4]、选择性催化剂[5]等，在分离富集、化学传感、药物控释和催化等领域有良好的应用前景[6]。Vlalakis等[7]以MIPs代替常规抗体，对药物中的吗啡和茶碱进行了放射免疫分析，不仅交叉反应结果可与生物单抗相媲美，而且抗茶碱分子印迹聚合物对病人血浆中茶碱的定量分析结果也完全符合医学检测要求，表明印迹聚合物抗体和受体可以作为生物抗体的理想替代品和有益补充。Sellergren等[8]首次将分子印迹技术用于固相萃取领域，以AIDS抑制药戊脒为模板分子制备分子印迹聚合物，并将其填充于色谱柱中，用于对尿样中戊脒的高效分离，解决了传统固相萃取法难以实现复杂基质中戊脒有效分离的难题。Greene等[9]采用分子印迹技术构建了可同时识别7种不同芳香胺化合物的比色法阵列传感器，首次实现了结构相似且没有光活性的多组分药物的同时分离检测。
3疾病标记物印迹聚合物制备
3.1印迹材料
疾病标记物是生物分子，当远离生物环境时容易变性失活。因此，在合成疾病标记物分子印迹聚合物的过程中，选择合适的功能单体、交联剂和溶剂，对提高分子印迹聚合物对模板分子的亲合力、选择性、增强识别位点的有效性和数量等十分重要。根据印迹材料化学性质的不同，可将常用的合成疾病标记物分子印迹聚合物的材料分为有机材料和无机材料。
4疾病标记物分子印迹在分离富集中的应用 4.1固相萃取
色谱法是利用物质在固定相和流动相中选择性分配的差异实现对不同物质分离的方法。常见的色谱分析法往往需要对样品进行富集、净化和提纯，过程复杂、耗时。尤其是对生物体内的疾病标记物等生物分子，基底复杂，存在大量的结构类似的干扰物质。因此，对疾病标记物分子的净化、提纯更为复杂和繁琐，使得疾病标记物在分离提取过程中常存在选择性差、灵敏度低等问题。将色谱分析技术与分子印迹技术相结合，则可以很好地克服上述难题。目前，MIPs作为色谱固定相已用于氨基酸及其衍生物、肽、甾醇、糖及其衍生物、药物等的手性分离研究[32，33]。Kitahara等[34]将制备的单分散胆固醇分子印迹聚合物颗粒填入高效液相色谱柱，利用MIPs的良好选择性，实现了胆固醇分子与结构类似分子混合物的快速分离，不仅出峰时间短，还大大促进了反应动力学速率。Huang等[35]以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，以合成的胆固醇分子印迹聚合物颗粒为色谱柱的固定相，实现了胆固醇与结构相似分子獯贫嫉母咝Х掷氇梅ㄎ扌杞蟹治鑫锏脑ご恚僮骷虻タ焖佟elépée等[36]以5甲基尿嘧啶核苷为模板分子，丙烯酰胺和乙烯苯基硼酸酯为功能单体，季戊四醇三丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂合成印迹聚合物，将其填入高效液相色谱柱中作为固定相，利用合成的MIPs对5甲基尿嘧啶核苷的特异性识别作用，实现了尿液中肿瘤标记物嘧啶核苷的分离检测，对恶性肿瘤的早期临床诊断具有重要的指导意义。Longo等[37]以合成的水溶性1甲基腺苷印迹聚合物为高效液相色谱固定相，利用聚合物对极性1甲基腺苷的强吸附能力，实现了目标物1甲基腺苷与腺苷、胞嘧啶核苷、次黄嘌呤核苷等干扰物质的快速分离。对尿液样本、含有1甲基腺苷的尿液样本以及经过该萃取系统分离后的洗脱液的高效液相色谱分析结果表明，该方法可用于人体尿液中1甲基腺苷的高效识别、分离和预富集。可见，分子印迹与色谱技术的结合，为肿瘤的早期诊断及其发展过程监测提供了可能。
5疾病标记物分子印迹在传感分析中的应用
传感器是指能直接感受检测物被测参数的变化，并把被测参数转化为易于运输、处理、测量信号的装置，主要由敏感元件和信号转换元件组成。以MIPs为传感器的敏感元件，将其与被测物的相互作用通过各种电、热、光等手段转换成可测信号，可实现待测物的灵敏性和选择性定量分析。这类传感器除了具有生物传感器较高的选择性和灵敏度外，还能耐酸碱、耐有机溶剂、以及不受苛刻环境因素的影响，具有稳定性好、寿命长等优点[38]。自1987年Tabushi首次用分子印迹聚合物作为敏感材料对维生素进行检测以来，分子印迹聚合物传感器引起了人们的广泛关注[39]。目前，分子印迹聚合物传感器根据转换器测量原理的不同分为质量式、电学式和光学式3种。以下重点介绍利用疾病标记物分子印迹聚合物为敏感元件构建的3种传感器。
5.1石英晶体微量天平传感器
5.3表面等离子体共振型的传感器
表面等离子体共振（Surface plasmon resonance，SPR）传感技术是一项新兴的生物化学检测技术，与传统的生化分析方法相比，SPR传感技术具有免标记、实时、无损伤检测等优点，在生物科技、药物筛选、临床诊断、食物检测及环境监测、膜生物学等领域得到了越来越广泛的应用。SPR是一种物理光学现象，由入射光的电磁波和金属导体表面的自由电子形成的电荷密度波相互作用而产生。这种沿着金属导体（金、银）表面传播的电荷密度波（表面等离子波）是一种消逝波，它在金属内部的分布随着与表面垂直距离的增大呈指数衰减。SPR对附着在金属表面的电介质的折射率非常敏感，而折射率是所有材料的固有特征。因此，任何附着在金属表面的电介质均可被检测，不同电介质的表面等离子角不同，而同一种电介质，其附着在金属表面的量不同，则SPR响应强度也不同。基于此原理，采用分子印迹技术构建SPR传感器，将分子印迹技术的高特异性和SPR的高灵敏性相结合，可用于多种生化指标的准确、灵敏、快速检测。Kugimiya等[48]先将模板分子、功能单体、交联剂等混合液滴加在盖玻片上，再将SPR芯片盖在上面，通过紫外光引发聚合反应生成唾液酸分子印迹聚合物，洗脱模板分子后即形成唾液酸分子印迹SPR芯片，构建了检测唾液酸的SPR传感器，用于选择性识别神经节苷酯中非还原性末端的唾液酸。Denizli等[49]以乙型肝炎B表面抗体（HBsAb）为模板，以羟乙基N甲基丙烯酰基L酪氨酸甲酯为功能单体，在烯丙硫醇修饰的SPR芯片上制备HBsAb印迹膜，构建了分子印迹SPR传感器，用于人体血清中HBsAb的高灵敏检测，检测结果与酶联免疫法相一致。虽然目前SPR传感器在疾病诊断领域的应用较少，然而，对比现有临床方法，该方法的灵敏度和精确度均较高，对疾病的早期诊断和预后治疗具有重要意义。
6结论与展望
