通过共价表面功能化减少分子印制聚合物中的非特异性结合:智能手机辅助色度生物传感器用于检测硫甲醇作为案例研究

科学领域:

• 聚合物化学 聚合物化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 非特异性吸附是分子印记聚合物 (MIP) 的一个主要局限性,由于与非目标分子的相互作用,减少了它们的特异性.
• 有效的MIP设计需要仔细选择单体和策略,以最大限度地减少非特异性结合,以提高选择性.

研究的目的:

• 使用DFT计算优化对硫甲醇 (SMX) 的单体选择.
• 开发和评估共价疏水表面修饰策略,以减少MIP中的非特异性结合.
• 创建一个强大的和多功能MIP,增强识别和稳定性,用于SMX检测.

主要方法:

• 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来确定甲基酸 (MAA) 为SMX的最佳单体.
• 研究了两种共价疏水表面修饰技术:八基胺 (OD) 和油酸 (OA).
• 修改后的MIPs (MIP@OA和MIP@OD) 的性能根据选择性,吸附能力和非特异性结合性进行了评估.

主要成果:

• DFT证实MAA是SMX的理想单体,确保了强大的模板-单体相互作用.
• 油酸 (OA) 修改提供了一般和稳定的表面修改,与八甲胺 (OD) 修改相比,显著减少了非特异性结合.
• 由此产生的MIP@OA材料显示出对SMX的优越选择性和吸附能力,与类似物结合最小,检测极限低,为0.03μg mL-1.1.

结论:

• 通过DFT引导的单体选择和OA表面修饰的综合方法提供了一种多功能策略,以克服MIP中的非特异性吸附.
• 开发的MIP@OA材料具有增强的识别能力和稳定性,适用于敏感的SMX检测.
• 该方法为设计各种分析应用的高性能MIP提供了强大的框架.