A glimpse of the inner workings of the templated sitew

A glimpse of the inner workings of the templated sitew

This is the first direct experimental probe, using EXAFS, of the active site within molecularly imprinted polymers and paves the way to a more detailed understanding of the inner workings of molecular imprinting.

Robust, engineering friendly alternatives are needed for applications that currently rely on specific molecular recognition by macrobiomolecules such as enzymes, antibodies and nucleic acids. At present practical applications using these molecules are limited by issues of availability, stability, reproducibility and cost. It has been suggested that molecular imprinted polymers (MIPs) could deliver the required molecular selectivity and affinity.

The MIP (middle infrared panel) approach (recently reviewed byWulff1 and others2,3) has been used extensively in applications where antibody-like recognition is required within an engineerable synthetic material. However, despite initial promise, commercialisation of MIP technology has been hampered by poorly-defined materials possessing unpredictable affinities, selectivities and capacities, issues which appear to be intrinsic to conventional imprinting approaches. To progressMIP technology, a better understanding of the factors that determine imprinting performance is required but this has been difficult to obtain because of the amorphous nature of the polymers which prevents analysis by most structural tools.

This paper describes preliminary experiments that establish the feasibility of using EXAFS4 to explore the active imprinting site within specifically designed MIPs. The results provide a glimpse of the detailed structure of the template–polymer interactions at the heart of one particular MIP.

Two types of sample were prepared: a molecularly imprinted polymer (MIP) and a non-imprinted polymer (NIP), the latter being synthesised in the presence of cobalt acetate but not DBM. IR and UV-Vis data were used to support the EXAFS data.  

As expected, the as prepared samples contained a wide distribution of different Co2+ environments resulting in complex EXAFS spectra which could not be analysed satisfactorily in terms of individually identifiable binding sites. These samples will be the subject of future studies when we have a more detailed understanding of control systems. Initial experiments therefore concentrated on powdered samples in which all but the most strongly bound cobalt had been removed. These were washed until no further colour could be removed from the polymer and no adsorption bands assignable to the DBM were evident in either the UV-Vis or infrared spectra.

Слабый свет из нутри работающего  участка образца.

Впервые прямое эмпирическое исследование использовалось в дальней тонкой структуре рентгеновского спектра активного участка внутри молекулярного отпечатка полимера, и это прокладывает дорогу к более детальному пониманию внутренних процессов молекулярного отпечатывания.

     В прочной, инженерной дружеской альтернативе нуждаются формы, которые в настоящее время зависят от специфических молекулярных различий макробиомолекул, таких как энзим (число оборотов ферментов), иммуноглобулин и нуклеиновая кислота. В настоящее время практические формы, в которых используют эти молекулы, ограничиваются проблемами доступности, устойчивости, воспроизводимости и стоимости. Это означает, что молекулярно отпечатанные полимеры могут проявлять необходимую молекулярную селективность(изберательность) и подобие.

МОП приближается (в последнее время рассматривалась  Wulff surface первая поверхность Вульфа) было использовано в значительной степени в формах, где  требовалось идентификация типа антитело внутри инженерного синтетического материала. Однако, несмотря на первоначальные надежды, промышленное внедрение MIP технологии молекулярно отпечатанных полимеров затруднено из-за нечетко определенных свойств материалов, которые обладают непредсказуемыми сродством, избирательностью и функциональными возможностями. Для развития MIP технологий требуется лучшее понимание тех факторов, которые определяют явление отпечатывания, но этого сложно достичь из-за аморфной природы полимеров, которая препятствует анализу, производимым большинством структурных приборов.

Эта статья описывает предварительные эксперименты, которые устанавливают пригодность использования дальней тонкой структуры рентгеновского спектра поглощения для изучения активного отпечатанного участка внутри специального запланированного MIP диапазона. Результаты MIP проливают свет в детализации структуры матрицы полимера взаимодействие в центре с некой частицей.

Подготовили два вида образцов: молекулярно отпечатанный полимер (МОП) и не отпечатанный полимер, последний синтезирован в присутствии ацетата кобальта без дибензолметана. Данные анализа инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областей света использовались наряду с данными дальней тонкой структуры рентгеновского спектра поглощения.

Как ожидалось, подготовленные образцы содержали широкое распределение спектров различного окружения двухвалентного иона кобальта, получившегося в системе, в  дальней тонкой структуре рентгеновского спектра поглощения, которое невозможно проанализировать положительно в показателях отдельно связанных участков. Эти образцы будут темой дальнейших исследований, когда мы более детально поймем системы регулирования. Вследствие этого первоначальные эксперименты сконцентрированы на порошкообразных образцах, в которых все, кроме сильно ограниченного кобальта перемещается. Их вымывают до тех пор, пока цвет не сможет поменяться в полимере и не будет полос адсорбции дибензолметана, которые хорошо видны как в видимом и ультрафиолетовом спектре, так и в инфракрасном.

Vocabulary

1. polymer – полимер

2.  within - в, внутри

3. imprint - отпечаток, печать, след; оттиск, штамп

4.  inner – внутренний

5.  alternative - альтернатива, выбор

6.  application- применение

7. current – эл. ток

8.  recognition  -  узнавание

9.  availability -  годность, полезность, пригодность

10.  selectivity – селективность

11. affinity – подобие

12. describe  - описывать, рассказывать, изображать; характеризовать

13. determine - определять, устанавливать

14.  paper – статья

15.  interaction – взаимодействие

16. contain - содержать в себе, включать, иметь в своём составе; вмещать

17.  satisfactorily -  удовлетворительно

18.  remove -  передвигать, перемещать

19.  adsorption – адсорбция

20.  infraredspectrum - инфракрасный спектр, ИК-спектр, спектр ИК-излучения