分子印迹材料在新污染物筛查与识别中的应用.docx

背景介绍

新污染物具有隐蔽性、持久性、生物累积性等特征，其生态效应和环境健康影响远超传统污染物。在我国“十四五”和中长远发展规划中做出了关于重视“新污染物治理”的工作部署。新污染物的筛查与识别是研究其环境行为、健康危害及治理等的首要前提，相关研究将为新污染物治理提供有力的理论和技术支撑。功能材料在其中扮演着重要角色，特别是，具有构效预定性、特异识别性和广泛实用性的分子印迹聚合物（MIPs）材料。

文章亮点

1针对POPs和EEDs两大类新污染物，梳理2020年以来MIPs材料在其筛查与识别中的应用新进展；

2介绍了用于新污染物MIPs制备的几种先进印迹技术和策略；

3重点总结了MIPs在POPs和EEDs的筛查与识别中的应用，并对新污染物MIPs的制备和筛查识别应用进行了展望。

内容介绍

1MIPs制备的新技术和新策略

随着分子印迹技术（MIT）的发展，出现了各种新的制备技术与策略，如表面印迹技术、纳米印迹技术以及分子印迹膜分离（MIMS）技术，多模板印迹策略、多功能单体印迹策略、虚拟模板印迹策略等，如图1所示。利用这些技术和策略已制备出多种针对新污染物的高性能MIPs。

图1??MIPs制备的新技术和新策略

1.1??新的印迹技术

表面印迹技术是指通过控制模板定位于材料表面或附近来制备MIPs，产生更多有效的识别位点，增强了印迹材料的吸附和分离效率。

1.2??新的印迹策略

多模板印迹策略即采用两种或以上模板分子制备MIPs，使一个MIPs上有多个/种识别位点，该策略可以很大程度上改善多种物质共存时的检测速度和效率，利于复杂样品中多种目标物的同时检测。

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MIPs在新污染物筛查与识别中的应用

使用或组合使用上述新的印迹技术和策略制备的MIPs，在新污染物筛查与识别中的应用主要包括样品前处理和传感分析两方面。传感分析主要包括光学（含电化学发光）和电化学（含光电化学）两大类。2.1??基于MIPs的样品前处理MIPs用于样品前处理，主要是作为固相萃取的吸附剂或膜分离材料。几种主要的样品前处理模式，包括装柱固相萃取（SPE）、磁固相萃取（MSPE）、分散固相萃取（DSPE）、固相微萃取（SPME）、磁分散固相微萃取（M-DμSPE）、基质固相分散（MSPD）萃取、QuEChERS（快速、简单、廉价、有效、坚固和安全）萃取、膜分离等，被广泛用于新污染物测定的样品前处理。部分样品前处理模式如图2所示。

图2??不同模式的样品前处理示意图

2.2??基于MIPs的光学传感分析

分子印迹传感器（MIS）将表面化学和纳米技术引入到基于MIT的传感器构建中，提高了分析灵敏度，降低了检出限（LOD），已在新污染物筛查与识别领域广泛应用。

2.3??基于MIPs的电化学传感分析

分子印迹电化学（MIEC）传感器以其高灵敏度、高选择性、低成本、易于小型化和自动化等优点在新污染物检测中得到了越来越多的关注。目前，设计和开发适用于电化学传感的MIPs新制备技术和策略，提高MIPs导电性，加快电子传输速率，提高传感器灵敏度和选择性成为MIEC传感领域的研究热点。

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总结与展望

基于MIPs的样品前处理和传感分析在POPs和EEDs类新污染物的筛查与识别领域的应用，取得了较大进展。随着对新污染物筛查与识别研究的日益重视，MIT及其MIPs材料将会有更大的应用空间和发展前景，挑战与机遇并存。

3.1??新污染物通常赋存介质复杂，存在许多干扰（如固体颗粒、高浓度离子等），使得MIPs筛查与识别新污染物的过程被影响。

3.2??提高结合能力、识别位点利用率和亲水性及避免模板泄漏，是制备MIPs需要重点关注的因素。

3.3??针对新污染物MIPs制备的方法和功能单体选择较少，目前缺少适用性强的方法来印迹特定类别的分子。

3.4??便携式裸眼可视化的检测方法有待进一步开发。

3.5??某些微纳米材料属于新污染物，在制备MIPs时应该尽量避免产生不可降解的微纳材料。