分子印迹技术：药学领域应用显身手
分子印迹技术(MIT)又称分子烙印技术，是将高分子科学、材料科学、生物化学、化学工程等学科有机结合在一起，为获得在空间结构和结合位点上与模板分子完全匹配的聚合物(即分子印迹聚合物，MIP)的一种新型实验制备技术。目前，MIT已应用于手性拆分、仿生传感器、固相萃取、抗体模拟以及控释药物等领域，尤其是在药学领域的应用越来越受到瞩目。
■在新型DDS设计中显露锋芒
在新型药物传递系统(DDS)的设计上分子印迹技术具有巨大潜力，尽管它在此领域的应用还处于初始的阶段，但已备受关注，其给药方式亦可采用不同途径，如口服、经眼、经皮给药等。
国外研究人员认为，MIP与印迹分子之间有高亲和性，这种作用可以通过外部条件的改变(如pH、光、热等)来精确控制，选择生物相容性材料来印迹药物分子，然后通过外部条件的改变就可以实现药物分子的控制释放。
, http://www.100md.com 为了充分发挥药效，确保用药安全，DDS必须具备调节药物的释放速率(延迟或延缓释放)和/或将药物靶向到特定部位的功能。有人认为，基于MIP的DDS可通过以下3种方式来控制药物的开始释放时间和/或药物的释放速率：速率程控释药，即药物按某一特定的速率程序从体系中扩散出来，属于常规的DDS释药方式；激活调控释药，即药物的释放是由某些物理、化学或生化作用(如pH、温度和酶等)触发而引起的，如结肠定位释药系统；反馈调节释药，即药物的释放率是由某种触发剂的浓度调节的，如某一生化物质，它的浓度本身就依赖于体内的药物浓度，当触发剂浓度达到某一水平时，药物开始释放，而低于此水平时，药物停止释放，如葡萄糖调节胰岛素释放系统。另外，如果给印迹聚合物偶联靶向分子，那么药物分子还可在特定部位释放。
多项研究工作都印证了分子印迹技术在设计新型DDS上具有不可替代的优势。如有研究人员在氯仿中以甲基丙烯酸为功能单体，以乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，采用非共价方式制备了茶碱印迹颗粒，在pH7.0的缓冲液中能持续释药数小时。还有人将以甲基丙烯酸为功能单体票噶诵牡冒睲IP用作经皮给药装置的赋形剂，在水-乙醇(50∶50)的介质中进行扩散实验。结果表明，含MIP的给药装置释药速度明显慢于含非MIP的给药装置，具有明显缓释效应。另有研究人员制备了噻吗心安(Timolol)分子印迹聚合物的眼内释药软隐形镜，在37℃的人工泪液中可持续释药10小时以上。此外，另有人运用γ-辐射法制备具有分子印迹的PEC星型聚合物，通过MIP的三维结构来控制药物的释放，将其作为蛋白质类药物的DDS。
, 百拇医药
■在光学活性药物分离上独具优势
目前，绝大多数光学活性物质为外消旋体形式，无法分别测定其药物动力学和毒理学指标，利用MIT可以分离及纯化这些对映异构体混合物。
国外有研究人员首先把分子印迹聚合物作为高效液相色谱的固定相，拆分模板α-D-甘露吡喃糖苯苷的外消旋体；还有研究人员以S-萘普生为模板分子制备MIPs对其消旋混合物拆分，同时还可将S-萘普生与其结构类似物布洛芬和酮洛芬进行分离。另外，还有人报道了睾丸酮、胆固醇、唾液酸、磺酞胺、辛可尼丁等分子印迹聚合物分离模板分子与其类似物。而国内研究人员利用MIT对药物对乙酰氨基酚、头孢氨苄、氧氟沙星酸等分子印迹聚合物的合成和结合选择性进行了研究，对水杨酸、氧氟沙星等药物的分离效果进行了系列研究。
■在中药活性成分分离中发挥作用
利用MIT还可以分离中药活性成分，如以(-)-伪麻黄碱和(-)-降麻黄碱为模板的分子印迹聚合物；以苦参碱、黄酮类、萜烯类为模板制备的分子印迹聚合物等可用于相应的药物的提取与分离。
, http://www.100md.com
随着化学、生物学、材料学和分析技术的不断进步，MIT将在药学领域发挥越来越大的作用。目前，MIT在药物分析中的应用较为成熟，但在整个药学领域的应用研究方面还有许多课题值得进一步探索。首先，如何进一步从分子水平上弄清楚分子印迹和识别的过程，定量描述其机理，提高MIP制备的预知性和可控性；其次，如何保持MIP的刚性与柔性的平衡，使其适合于DDS；第三，如何在水中合成MIP，将分子印迹和识别过程从亲脂性药物拓展到亲水性药物；第四，如何将分子印迹研究领域从目前的小分子领域拓展到大分子领域，如蛋白、核酸、多糖等，甚至拓展到超分子水平的细胞与病毒；第五，如何能将MIP的印迹药物分子不经洗脱或解离，以及再装载过程，而可将MIP直接作为DDS。
总之，随着生物技术、电子技术、合成手段和现代分析检测手段的迅猛发展，MIP的合成、表征方法和理论系统将日臻完善，其在药学领域的应用前景将更加光明。
(吴正红), 百拇医药
■在新型DDS设计中显露锋芒
在新型药物传递系统(DDS)的设计上分子印迹技术具有巨大潜力，尽管它在此领域的应用还处于初始的阶段，但已备受关注，其给药方式亦可采用不同途径，如口服、经眼、经皮给药等。
国外研究人员认为，MIP与印迹分子之间有高亲和性，这种作用可以通过外部条件的改变(如pH、光、热等)来精确控制，选择生物相容性材料来印迹药物分子，然后通过外部条件的改变就可以实现药物分子的控制释放。
, http://www.100md.com 为了充分发挥药效，确保用药安全，DDS必须具备调节药物的释放速率(延迟或延缓释放)和/或将药物靶向到特定部位的功能。有人认为，基于MIP的DDS可通过以下3种方式来控制药物的开始释放时间和/或药物的释放速率：速率程控释药，即药物按某一特定的速率程序从体系中扩散出来，属于常规的DDS释药方式；激活调控释药，即药物的释放是由某些物理、化学或生化作用(如pH、温度和酶等)触发而引起的，如结肠定位释药系统；反馈调节释药，即药物的释放率是由某种触发剂的浓度调节的，如某一生化物质，它的浓度本身就依赖于体内的药物浓度，当触发剂浓度达到某一水平时，药物开始释放，而低于此水平时，药物停止释放，如葡萄糖调节胰岛素释放系统。另外，如果给印迹聚合物偶联靶向分子，那么药物分子还可在特定部位释放。
多项研究工作都印证了分子印迹技术在设计新型DDS上具有不可替代的优势。如有研究人员在氯仿中以甲基丙烯酸为功能单体，以乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，采用非共价方式制备了茶碱印迹颗粒，在pH7.0的缓冲液中能持续释药数小时。还有人将以甲基丙烯酸为功能单体票噶诵牡冒睲IP用作经皮给药装置的赋形剂，在水-乙醇(50∶50)的介质中进行扩散实验。结果表明，含MIP的给药装置释药速度明显慢于含非MIP的给药装置，具有明显缓释效应。另有研究人员制备了噻吗心安(Timolol)分子印迹聚合物的眼内释药软隐形镜，在37℃的人工泪液中可持续释药10小时以上。此外，另有人运用γ-辐射法制备具有分子印迹的PEC星型聚合物，通过MIP的三维结构来控制药物的释放，将其作为蛋白质类药物的DDS。
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■在光学活性药物分离上独具优势
目前，绝大多数光学活性物质为外消旋体形式，无法分别测定其药物动力学和毒理学指标，利用MIT可以分离及纯化这些对映异构体混合物。
国外有研究人员首先把分子印迹聚合物作为高效液相色谱的固定相，拆分模板α-D-甘露吡喃糖苯苷的外消旋体；还有研究人员以S-萘普生为模板分子制备MIPs对其消旋混合物拆分，同时还可将S-萘普生与其结构类似物布洛芬和酮洛芬进行分离。另外，还有人报道了睾丸酮、胆固醇、唾液酸、磺酞胺、辛可尼丁等分子印迹聚合物分离模板分子与其类似物。而国内研究人员利用MIT对药物对乙酰氨基酚、头孢氨苄、氧氟沙星酸等分子印迹聚合物的合成和结合选择性进行了研究，对水杨酸、氧氟沙星等药物的分离效果进行了系列研究。
■在中药活性成分分离中发挥作用
利用MIT还可以分离中药活性成分，如以(-)-伪麻黄碱和(-)-降麻黄碱为模板的分子印迹聚合物；以苦参碱、黄酮类、萜烯类为模板制备的分子印迹聚合物等可用于相应的药物的提取与分离。
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随着化学、生物学、材料学和分析技术的不断进步，MIT将在药学领域发挥越来越大的作用。目前，MIT在药物分析中的应用较为成熟，但在整个药学领域的应用研究方面还有许多课题值得进一步探索。首先，如何进一步从分子水平上弄清楚分子印迹和识别的过程，定量描述其机理，提高MIP制备的预知性和可控性；其次，如何保持MIP的刚性与柔性的平衡，使其适合于DDS；第三，如何在水中合成MIP，将分子印迹和识别过程从亲脂性药物拓展到亲水性药物；第四，如何将分子印迹研究领域从目前的小分子领域拓展到大分子领域，如蛋白、核酸、多糖等，甚至拓展到超分子水平的细胞与病毒；第五，如何能将MIP的印迹药物分子不经洗脱或解离，以及再装载过程，而可将MIP直接作为DDS。
总之，随着生物技术、电子技术、合成手段和现代分析检测手段的迅猛发展，MIP的合成、表征方法和理论系统将日臻完善，其在药学领域的应用前景将更加光明。
(吴正红), 百拇医药