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综述:分子印迹聚合物在柔性生物医学表面的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月09日 来源:Sensors and Actuators A: Physical 4.1
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这篇综述系统探讨了分子印迹聚合物(MIPs)与柔性材料(如聚合物、纺织品、生物衍生材料)的整合策略,聚焦其在可穿戴/植入式生物传感器中的应用。文章剖析了MIPs的仿生识别机制(如氢键、静电作用)与柔性基底的机械适配性挑战(如拉伸率>30%),为开发兼具高选择性(如葡萄糖、乳酸监测)和皮肤共形性能的下一代传感器提供了技术路线图。
分子印迹技术与柔性材料的跨界融合
分子印迹聚合物
分子印迹技术通过模板-单体复合物聚合形成类酶"锁钥"结构,其空腔能特异性识别小分子(如激素、农药)和生物大分子。非共价键作用(如氢键)是维持识别精度的关键,但面临生物流体中动态干扰的挑战。
柔性基底革命
聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯等弹性材料通过预应变策略实现30%拉伸率,而纳米多孔结构(如Gore-Tex)解决了透气性与防水性矛盾。值得注意的是,微裂纹问题催生了自修复材料的研究热潮。
生物医学监测突破
表皮贴片传感器通过汗液实现了葡萄糖连续监测(检测限达0.1μM),而智能隐形眼镜能动态追踪泪液电解质。关键进展在于将MIPs的化学稳定性(耐受pH 2-9)与纺织品的机械性能(弯曲半径<5mm)有机结合。
商业化瓶颈
当前障碍包括:① 蛋白质印迹的批间差异(CV>15%);② 100次拉伸循环后信号衰减>20%;③ 生物污染导致的灵敏度漂移。解决方案如等离子体处理提升PDMS界面结合力,可使信号稳定性提高3倍。
未来展望
开发刺激响应型MIPs(如温敏N-异丙基丙烯酰胺)与可降解基底(如聚乳酸)的组合,或将成为兼顾环境友好与精准医疗的新方向。
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