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摘要：分子印迹技术（MIP）[1]，是一种高选择性的分离分析方法。分子印迹是模仿生物界锁钥作用原理使制备的聚合物，表现出较好的亲和性和特异性选择性。功能化的光子晶体在吸收目标化合物后，晶体结构会发生变化，从而会引起衍射波长发生改变。将具有分子识别能力的分子印迹技术和光子晶体相结合制备传感器，在充分利用光子晶体光学特性的同时，提高其对目标物的选择性。
关键词：光子晶体；分子印迹；传感器
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）03-0186-01
一、引言
目前我国在毒物毒品的检测是以经典传统的气相色谱法[2]，液相色谱法，气相色谱法与质谱连用技术及液相色谱法与质谱连用技术等为主。虽然这些方法比较成熟，检测灵敏度和准确性高，但在样品前处理过程繁琐、费时，无法满足对毒物毒品现场快速检测的需求。分子印迹光子晶体传感器实现了在食品、医学、环境等领域中实现了快速、持续的检测。
二、分子印迹与光子晶体的原理及特点
分子印迹技术是将要分离的目标分子作为模板分子，将它与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合制备得到单体—模板分子复合物，然后通过物理或化学手段出去模板分子，便得到“印迹”下目标分子的空间结构的分子印迹聚合物（MIP），在这种聚合物中形成了与模板分子在空间结构和结合位点上相匹配的具有多重结合位点的空穴，这样的空穴对模板分子具有选择性，从而实现对目标化合物的选择性识别。分子印迹具有可预定型、可识别性、实用性的特点[3]。
光子晶体是由两种以上具有不同折光指数的材料在空间按照一定的周期顺序排列所形成的有序结构材料[4]。光子晶体传感器主要利用了光子晶体能够产生布拉格衍射的性质，由布拉格衍射产生的颜色被称为光子晶体的结构色。晶格间距的任何变化都会引起布拉格衍射峰的移动。某些情况下，这种光谱上的移动，即光子晶体受外界刺激的响应而引起结构色的变化，可以被人的裸眼观察到。为此，人们可以通过采用不同的识别基，使光子晶体表面功能化，功能化的光子晶体在吸收目标化合物后其晶体结构会发生变化，从而会引起结构色的改变，这便是光子晶体传感器的检测原理[5]。
传统的分子印迹聚合物只能提供大量的亲和位点，这些亲和位点可以作为传感装置的识别系统对目标分子进行特异性识别，然而作为传感单元还需要某些信号转换装置将分子识别的化学过程转化为可读的信号[6]。为了达到快速、简便的检测目的，在体系中引入了具有灵敏度高，信号易读的光子晶体结构。
三、分子印迹光子晶体传感器的应用、发展前景
分子印迹光子晶体传感器在食品、医学、环境、毒物毒品等领域都有着应用，实现了快速、持续的检测，有广阔的应用前景。
王深旗[7]等报道了双酚A印迹水凝胶膜检测痕量双酚A。以双酚A（BPA）为模板分子，以甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，在紫外光下进行聚合了有序的三维网状相互贯通的孔洞结构；同时分子印迹光子晶体水凝胶膜（MIH）具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等特点。该双酚A印迹水凝胶膜检测痕量双酚A对双酚A的选择性好、灵敏度高、响应速度快，在食品检测领域中有着广阔的应用前景。
薛飞等报道了用分子印迹光子晶体检测葡糖糖。以聚甲基丙烯酸甲酯微球阵列为光子晶体制孔模板，葡萄糖为印迹模板，N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯为混合单体，4-乙烯基苯硼酸为识别基，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制得具有规整孔结构的新型光学凝胶材料—分子印迹光子晶体。此材料对葡萄糖响应速度快、选择性高，表现出良好的传感特性，符合传感器的要求，可对葡萄糖进行快速、方便、准确的检测。
刘烽[8]等报道了有机磷毒剂光学传感器—三维分子印迹光子晶体（3D-MIPCs）凝胶膜。采用聚甲基丙烯酸甲酯胶体小球为光子晶体自组装阵列模板，以甲基丙烯酸羟乙酯和N—异丙基丙烯酰胺为混合单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯和N，N一亚甲基双丙烯酰胺为混合交联剂，正辛醇和乙腈混合溶液为溶剂，光聚得到印迹聚合物。该材料对乙基膦酸响应速度快、选择性高，其对目标分子的识别作用会导致衍射光谱图的改变。
Hu等[9]报道了模板分子是茶碱的分子印迹光子晶体传感器，实验中以不同浓度的茶碱为目的物，实验表明茶碱的衍射峰发生红移，在可见光区发生衍射红移肉眼可以看到。因此，以茶碱为模板分子的分子印迹光子晶体传感器对茶碱具有识别能力，并且对10-16mol/L的茶碱都可检测，在半分钟时达到吸附平衡，灵敏度高。在该实验中的传感器成功用于了在尿液中添加茶碱的检测，展现了分子印迹光子晶体传感器的广阔的前景。
Wu等[10]还报道了模板分子是莠去津的除草剂制备了分子印迹光子晶体传感器。实验中的传感器的灵敏度较高，对莠去津的检测限可以达到10-16mol/L，优于其他检测方法。在实验中，把与莠去津相似分子结构的莠灭净、扑草净在相同条件下进行试验，发现衍射峰的位置几乎没有变化，说明分子印迹聚合物具有较高的分子识别性能。
四、分子印迹光子晶体传感器的发展前景
分子印迹光子晶体传感器的发展趋势是肉眼可以的裸眼检测，可以直观的观察到变化。虽然该传感器在毒品毒物方面的应用还没有得到普遍的应用，但由于可以快速、持续的检测及传感器的便携和微型化，因此在未来的一段时间内光子晶体分子印迹传感器技术在毒物毒品领域和爆炸物的检测等方面成为研究的热点。
在实际应用中如何提高分子印迹光子晶体传感器的重复使用性、更高的灵敏度、快速响应能力、裸眼检测等，都是光子晶体在传感器领域里大规模应用所必须解决的技术难题。
参考文献：
[1]吴世康（译）：分子印迹学，科学出版社，2006，6.
[2]王会丽等.甘草中有机氯农药残留量的气相色谱检测[J]. 药物分析杂志. 1998（05）
[3]林凯城 李永莲.分子印迹技术及应用[J]. 清远职业技术学院学报，2012，5（6）
[4]段廷蕊 李海华 孟子晖等.光子晶体应用于化学及生物传感器的研究进展[J]. 化
学通报，2009，4：298-306
[5]宋清海 徐雷.光子晶体的原理与应用[J].物理实验，2004，24（6）
[6]薛飞 段廷蕊等.葡糖糖检测用分子印迹光子晶体的研究[J].分析化学研究报告，2011，39（7）
[7]王深旗 董丽玲等双酚A印迹水凝胶膜的制备与表征[J].南昌大学学报（工科版），2012，34（4）
[8]刘烽等乙基膦酸分子印迹光子晶体传感器的研究[J].分析化学研究报告，2012，40（8）
[9] Hu X，Li G，Li M，et al.Ultrasensitive specific stimulant assay based on molecularly imprinted photonic hydrogels [J].Adv Funct Mater，2008，18（4）
[10] Wu Z，Tao C，et a1.Label-free colorimetric detection of trace atrazine in aqueous solution by using molecularly im一printed photonic polymers[J].Chem Eur J，2008，14（36）
作者简介：
葛婷，女，山东聊城人，1991年11月，中国刑事警察学院研究生。
高雅阳，男，河北邢台人，1988年5月，中国刑事警察学院研究生。
关键词：光子晶体；分子印迹；传感器
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）03-0186-01
一、引言
目前我国在毒物毒品的检测是以经典传统的气相色谱法[2]，液相色谱法，气相色谱法与质谱连用技术及液相色谱法与质谱连用技术等为主。虽然这些方法比较成熟，检测灵敏度和准确性高，但在样品前处理过程繁琐、费时，无法满足对毒物毒品现场快速检测的需求。分子印迹光子晶体传感器实现了在食品、医学、环境等领域中实现了快速、持续的检测。
二、分子印迹与光子晶体的原理及特点
分子印迹技术是将要分离的目标分子作为模板分子，将它与交联剂在聚合物单体溶液中进行聚合制备得到单体—模板分子复合物，然后通过物理或化学手段出去模板分子，便得到“印迹”下目标分子的空间结构的分子印迹聚合物（MIP），在这种聚合物中形成了与模板分子在空间结构和结合位点上相匹配的具有多重结合位点的空穴，这样的空穴对模板分子具有选择性，从而实现对目标化合物的选择性识别。分子印迹具有可预定型、可识别性、实用性的特点[3]。
光子晶体是由两种以上具有不同折光指数的材料在空间按照一定的周期顺序排列所形成的有序结构材料[4]。光子晶体传感器主要利用了光子晶体能够产生布拉格衍射的性质，由布拉格衍射产生的颜色被称为光子晶体的结构色。晶格间距的任何变化都会引起布拉格衍射峰的移动。某些情况下，这种光谱上的移动，即光子晶体受外界刺激的响应而引起结构色的变化，可以被人的裸眼观察到。为此，人们可以通过采用不同的识别基，使光子晶体表面功能化，功能化的光子晶体在吸收目标化合物后其晶体结构会发生变化，从而会引起结构色的改变，这便是光子晶体传感器的检测原理[5]。
传统的分子印迹聚合物只能提供大量的亲和位点，这些亲和位点可以作为传感装置的识别系统对目标分子进行特异性识别，然而作为传感单元还需要某些信号转换装置将分子识别的化学过程转化为可读的信号[6]。为了达到快速、简便的检测目的，在体系中引入了具有灵敏度高，信号易读的光子晶体结构。
三、分子印迹光子晶体传感器的应用、发展前景
分子印迹光子晶体传感器在食品、医学、环境、毒物毒品等领域都有着应用，实现了快速、持续的检测，有广阔的应用前景。
王深旗[7]等报道了双酚A印迹水凝胶膜检测痕量双酚A。以双酚A（BPA）为模板分子，以甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，在紫外光下进行聚合了有序的三维网状相互贯通的孔洞结构；同时分子印迹光子晶体水凝胶膜（MIH）具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等特点。该双酚A印迹水凝胶膜检测痕量双酚A对双酚A的选择性好、灵敏度高、响应速度快，在食品检测领域中有着广阔的应用前景。
薛飞等报道了用分子印迹光子晶体检测葡糖糖。以聚甲基丙烯酸甲酯微球阵列为光子晶体制孔模板，葡萄糖为印迹模板，N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯为混合单体，4-乙烯基苯硼酸为识别基，N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制得具有规整孔结构的新型光学凝胶材料—分子印迹光子晶体。此材料对葡萄糖响应速度快、选择性高，表现出良好的传感特性，符合传感器的要求，可对葡萄糖进行快速、方便、准确的检测。
刘烽[8]等报道了有机磷毒剂光学传感器—三维分子印迹光子晶体（3D-MIPCs）凝胶膜。采用聚甲基丙烯酸甲酯胶体小球为光子晶体自组装阵列模板，以甲基丙烯酸羟乙酯和N—异丙基丙烯酰胺为混合单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯和N，N一亚甲基双丙烯酰胺为混合交联剂，正辛醇和乙腈混合溶液为溶剂，光聚得到印迹聚合物。该材料对乙基膦酸响应速度快、选择性高，其对目标分子的识别作用会导致衍射光谱图的改变。
Hu等[9]报道了模板分子是茶碱的分子印迹光子晶体传感器，实验中以不同浓度的茶碱为目的物，实验表明茶碱的衍射峰发生红移，在可见光区发生衍射红移肉眼可以看到。因此，以茶碱为模板分子的分子印迹光子晶体传感器对茶碱具有识别能力，并且对10-16mol/L的茶碱都可检测，在半分钟时达到吸附平衡，灵敏度高。在该实验中的传感器成功用于了在尿液中添加茶碱的检测，展现了分子印迹光子晶体传感器的广阔的前景。
Wu等[10]还报道了模板分子是莠去津的除草剂制备了分子印迹光子晶体传感器。实验中的传感器的灵敏度较高，对莠去津的检测限可以达到10-16mol/L，优于其他检测方法。在实验中，把与莠去津相似分子结构的莠灭净、扑草净在相同条件下进行试验，发现衍射峰的位置几乎没有变化，说明分子印迹聚合物具有较高的分子识别性能。
四、分子印迹光子晶体传感器的发展前景
分子印迹光子晶体传感器的发展趋势是肉眼可以的裸眼检测，可以直观的观察到变化。虽然该传感器在毒品毒物方面的应用还没有得到普遍的应用，但由于可以快速、持续的检测及传感器的便携和微型化，因此在未来的一段时间内光子晶体分子印迹传感器技术在毒物毒品领域和爆炸物的检测等方面成为研究的热点。
在实际应用中如何提高分子印迹光子晶体传感器的重复使用性、更高的灵敏度、快速响应能力、裸眼检测等，都是光子晶体在传感器领域里大规模应用所必须解决的技术难题。
参考文献：
[1]吴世康（译）：分子印迹学，科学出版社，2006，6.
[2]王会丽等.甘草中有机氯农药残留量的气相色谱检测[J]. 药物分析杂志. 1998（05）
[3]林凯城 李永莲.分子印迹技术及应用[J]. 清远职业技术学院学报，2012，5（6）
[4]段廷蕊 李海华 孟子晖等.光子晶体应用于化学及生物传感器的研究进展[J]. 化
学通报，2009，4：298-306
[5]宋清海 徐雷.光子晶体的原理与应用[J].物理实验，2004，24（6）
[6]薛飞 段廷蕊等.葡糖糖检测用分子印迹光子晶体的研究[J].分析化学研究报告，2011，39（7）
[7]王深旗 董丽玲等双酚A印迹水凝胶膜的制备与表征[J].南昌大学学报（工科版），2012，34（4）
[8]刘烽等乙基膦酸分子印迹光子晶体传感器的研究[J].分析化学研究报告，2012，40（8）
[9] Hu X，Li G，Li M，et al.Ultrasensitive specific stimulant assay based on molecularly imprinted photonic hydrogels [J].Adv Funct Mater，2008，18（4）
[10] Wu Z，Tao C，et a1.Label-free colorimetric detection of trace atrazine in aqueous solution by using molecularly im一printed photonic polymers[J].Chem Eur J，2008，14（36）
作者简介：
葛婷，女，山东聊城人，1991年11月，中国刑事警察学院研究生。
高雅阳，男，河北邢台人，1988年5月，中国刑事警察学院研究生。