۲-۸-۲ حسگر های زیستی
پلیمرهای قالب مولکولی در زمینه حسگرهای الکتروشیمیایی و نوری و همچنین بعنوان وسایل حساس به جرم نیز می توانند مورد استفاده قرار بگیرند .
یک بررسی توسط ماسباخ و کریز^[۹۰] یک حسگر آمپرومتری ویژه بر پایه پلیمر قالب مولکولی برای مورفین تهیه کردند. شیوه آنها برای تشخیص مورفین شامل دو مرحله بود. در مرحله اول مورفین بطور گزینشی به ذرات MIP داخل حسگر متصل شده و در مرحله دوم عامل غیر فعال کننده (کدئین^[۹۱]) به مقدار اضافی افزوده شده تا پیوندهای مورفین بشکند. مورفین آزاد شده با این شیوه در رنج بین mg/L10- 1/0 قابل تشخیص است.

حسگرهای MIP حساس به جرم همچنین برای اهداف دارویی نیز مورد استفاده قرار گرفته اند. در این زمینه می توان به مطالعاتی که توسط لیانگ^[۹۲] و همکارانش انجام شد اشاره کرد که آنها موفق به ساخت یک حسگر کافئین با حساسیت و گزینش پذیری بالا شدند که در نمونه های سرم و ادرار انسان کاربرد داشت.
۲-۸-۳ پلیمر های قالب مولکولی به عنوان غشاء های سلولی
یکی دیگر از کاربردهای این پلیمرها ساخت پلیمر های قالب مولکولی به شکل فیلم های نازک می باشد که مانند یک غشای نیمه تراوا عمل می کند. حضور پلیمر قالب مولکولی در غشاء، قابلیت بیشتری را به غشاء خواهد بخشید و غشاء دارای خاصیت گزینش­پذیری ویژه خواهد شد. آن‌ها گزینش را برای اینکه چه موادی از غشاء عبور کنند و چه موادی عبور نکنند افزایش می­ دهند(البریچ^[۹۳]،۲۰۰۴).
۲-۸-۴ کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان کاتالیزگر
پلیمرهای قالب مولکولی در بیشتر واکنشهای شیمیایی می توانند بعنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار بگیرند. از آنجائیکه این پلیمرها دارای حفره های گزینش پذیری نسبت به نمونه هدف هستند بنابراین می توانند در فرآیندهای کاتالیستی بکار روند. خاصیت کاتالیزوری MIP ها نسبت به آنتی بادی های کاتالیزوری مقایسه و مشخص شده است که این پلیمرها برای کاتالیز کردن طیف وسیعی از واکنشها می توانند مورد استفاده باشند.
کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان کاتالیزور واکنشهای اکسیداسیون در سال ۱۹۸۰ توسط افندیو و کابانو^[۹۴] مورد بررسی قرار گرفت.
۲-۸-۵ کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در سیستمهای رهایش دارو
پلیمرهای قالب مولکولی می توانند بعنوان عامل بسیار مهم برای رهاسازی کنترل شده دارو مطرح باشند. اولین گزارش در این زمینه در سال ۱۹۹۸ توسط نورل^[۹۵] و همکارانش ارائه شد. در این تحقیق پلیمرهای قالب بندی شده با تئوفیلین (دارویی برای درمان بیماری آسم) برای رهاسازی کنترل شده در یک محلول بافر مورد ارزیابی قرار گرفت.
سیستمهای رهایش دارو^[۹۶] (DDS) در حقیقت عواملی هستند که علاوه بر حفظ اثرات دارو و جلوگیری از عوارض جانبی آنها، دارو را تا رسیدن به محل درد در بدن محافظت می کنند تا دارو خواص شیمیایی و بیولوژیکی خود را از دست ندهد.
بعدها در سال ۲۰۰۰ آلندر^[۹۷] و همکارانش از پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان عامل رهایش دارو برای پروپرانولول استفاده کردند. آنها از یک پلیمر قالب بندی شده با پروپرانولول^[۹۸] استفاده کردند که در قسمتی از پوست بدن قرار داده شده بود. این پلیمر نسبت به پروپرانولول نفوذ پذیر بوده اما اجازه نمی داد آب به داخل سیستم رهایش دارو نفوذ پیدا کند.
همچنین یک بررسی دیگر به منظور استفاده MIP ها برای رهایش کنترل شده دارو (یک سیستم که نسبت به تغییر شرایط محیط حساس بود) روی لنزها توسط هیراتانی^[۹۹] و آلوارز- لورنزو^[۱۰۰] انجام شد. طی این تحقیق پلیمرهای قالب بندی شده با S- تیمولول^[۱۰۱] (دارویی برای درمان آب سیاه چشم) تهیه شده بود که قادر بود مستقیماً بعنوان یک عامل رهایش دارو روی سطح چشم عمل کند.
۲-۸-۶ کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در استخراج فاز جامد
استخراج فاز جامد تاموکسیفن^[۱۰۲] از خون و ادرار انسان با کمک MIP این تحقیق در سال ۱۹۹۷ توسط بریگز^[۱۰۳] و همکارانش صورت گرفت. آنها از تاموکسیفن سیترات بعنوان مولکول هدف استفاده کردند که با کمک متاکریلیک اسید ، اتیلن گلیکول دی متاکریلات ، آغازگر AIBN ، استونیتریل واکنش پلیمریزاسیون تحت شرایط گاز نیتروژن و دمای ۶۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۶ ساعت انجام شد. پلیمر حاصل با متانول و استیک اسید شسته شد و پس از خشک و آسیاب شدن داخل ستون HPLC پک شده و این ستون برای استخراج فاز جامد تاموکسیفن (داروی ضد سرطان) از نمونه های ادرار و خون انسان مورد ارزیابی قرار گرفت.
استخراج فاز جامد بوپیواکائین^[۱۰۴] (داروی بی حس کننده) از خون انسان با کمک MIP این کار در سال ۲۰۰۰ توسط اندرسون^[۱۰۵] صورت گرفت.
از آن جا که قالب مولکولی، یک مفهوم جامع بوده و به آسانی سنتز می شود، استراتژی های فراوانی برای افزایش کاربرد آن مورد بررسی و پیشنهاد قرار گرفته است. اگر چه مفاهیم اساسی از قبل، شناسایی شده و پلیمرهای فراوانی در حال حاضر برای کارهای عملی، مورد استفاده قرار می گیرند، اما هنوز تکنیک قالب مولکولی به پیشرفت خود ادامه می دهد. همان طور که ماتریس هائی که برای قالب مولکولی مورد استفاده قرار می گیرند الزاما به مواد آلی محدود نمی شوند و برای مواد معدنی نیز قابل استفاده اند. مولکول هدف، اندازه آن از مولکولهای ساده به مولکولهای پیچیده‌تر تغییر یافته است و استراتژی ها و مفاهیم نیز ارتقاء یافته اند.
فصل سوم
مطالعات تجربی
۳-۱ مقدمه
در این فصل، فرایند واکنش پلیمریمریزاسون قالب مولکولی و آزمایشات انجام شده برای مولکول هدف ۶_هیدروکسی _۲ ،۴ ،۵_ تری آمینو پریمیدین (به عنوان ناخالصی داروی اسید فولیک) شرح داده می شود.
۳-۲ مواد مصرفی و دستگاه ها
۳-۲-۱ مواد مصرفی
متاکریلیک اسید (MAA)، اتیلن گلیکول دی متاکریلات (EGDMA)، ˊ۲و۲-آزوبیس ایزو بوتیرو نیتریل((AIBN، تولوئن، استونیتریل، استون، اتانول، متانول، اسید استیک، هیدروکسید سدیم، پتاسیم دی هیدروژن فسفات و دی پتاسیم هیدروژن فسفات و نانو ذرات سیلیکا(SiO2) و سیلانA (MPTS)^[106] و ۶_هیدروکسی _۲ ،۴ ،۵_ تری آمینو پریمیدین و اسید فولیک ) شرکت مرک^[۱۰۷] آلمان( تهیه شدند.
۳-۲-۲ دستگاه ها
از pH متر Jenway مدل ۳۵۱۰ برای تنظیمpH استفاده شد. طیف های FT-IR از پلیمر قالب مولکولی و پلیمر قالب گیری نشده با بهره گرفتن از دستگاه اسپکترومتر FT-IR مدل Thermo Nicolet به روش قرص KBr تهیه گردیدند. از دستگاه استخراج سوکسله برای حذف مولکول هدف استفاده شد. میزان غلظت ۶_هیدروکسی _۲ ،۴ ،۵_ تری آمینو پریمیدین در محلول­ها پس از تماس با پلیمر با بهره گرفتن از دستگاه UV Jenway مدل ۳۶۰۵ مورد بررسی قرار گرفتند و دستگاه HPLCمدلKanuer مورد استفاده قرار گرفت.
۳-۳ انتخاب عوامل برای تهیه پلیمر قالب مولکولی
۳-۳-۱ مونومر عاملی
انتخاب یک مونومر عاملی مناسب برای رسیدن به یک پلیمر قالب مولکولی خوب بسیار حیاتی است. در این پروژه از رایج ترین مونومر عاملی متاکریلیک اسید استفاده شده است. متاکریلیک اسید با دارا بودن یک گروه کربوکسیل یک دهنده و پذیرنده بسیار مناسب پیوند هیدروژنی است(شکل۳-۱).
شکل ۳- ۱ ساختار مونومر عاملی؛ متاکریلیک اسید
۳-۳-۲ مولکول هدف
مولکول هدف در این پروژه ۶_هیدروکسی _۲ ،۴ ،۵_ تری آمینو پریمیدین می باشد شکل(۳-۲(. با توجه به ساختار مولکول هدف، می تواند با متاکریلیک اسید برهمکنش مناسبی را داشته باشند.
شکل ۳- ۲ مولکول هدف؛۶_هیدروکسی _۲ ،۴ ،۵_ تری آمینو پریمیدین
۳-۳-۳ عامل اتصال دهنده عرضی
محیط شیمیایی و مورفولوژی MIP به میزان زیادی تحت تأثیر برقرار کننده اتصالات عرضی است. بنابراین در انتخاب آن باید توجه زیادی شود. عامل اتصال دهنده عرضی در این پروژه اتیلن گلیکول دی متاکریلات می باشد.
اتصال دهنده عرضی اتیلن گلیکول دی متااکریلات دو گروه آکریلات دارد که آن را قادر می­سازد تا پلیمرهای سخت­تری را شکل دهد علاوه بر استحکام کافی، انعطاف پذیری خوبی هم دارد و همین امر باعث شده که خروج مولکول هدف به آسانی انجام شود و اتصال مجدد آن سریع باشد. شکل(۳-۳).
شکل ۳- ۳ ساختار اتصال دهنده عرضی؛ اتیلن گلیکول دی متاکریلات
۳-۳-۴ حلال
در سنتز پلیمر های قالب مولکولی باید حلالی انتخاب شود که همه اجزای مخلوط پلیمریزاسیون در آن محلول باشد و بهترین بر هم کنش مونومر-مولکول هدف را موجب شود و به ویژگی­های تخلخلی و نفوذپذیری پلیمر قالب مولکولی پایانی کمک کند. مهمترین نکته در موفقیت قالب مولکولی غیر کووالانسی افزایش تعداد کمپلکس های غیر کووالانسی تشکیل شده (پیوند هیدروژنی) در مخلوط واکنش است. چرا که استحکام پلیمر و اندازه حفر‌ها وابسته به این مرحله می‌باشد.
برای بر هم کنش­های مؤثر منومر-مولکول هدف، حلال­های آلی آپروتیک غیر قطبی یا با قطبیت متوسط کمترین برهمکنش را با نیروهای موجود دارد. این حلال ها همه اجزای واکنش را در خود حل کرده و اثری روی پیوند های هیدروژنی تشکیل شده ندارند. تولوئن و استونیتریل(نسبت ۱ به ۳) بعنوان حلال مورد استفاده در این سنتز بکار برده شد شکل(۳-۴).
(۱)  (۲)
شکل ۳- ۴ ساختار حلال ها: ۱-تولوئن ۲-استونیتریل
۳-۳-۵ آغازگر
واکنش پلیمریزاسیون با تخریب حرارتی و یا فتوشیمیایی آغاز می­ شود. در این پروژه از ˊ۲و۲-آزوبیس ایزو بوتیرو نیتریل((AIBN با تخریب حرارتی برای آغاز واکنش استفاده شد شکل(۳-۵).
شکل ۳- ۵ ساختار آغاز گر: ˊ۲و۲-آزوبیس ایزو بوتیرو نیتریل
۳-۴ طراحی آزمایش و پلیمریزاسیون
یک پلیمر قالب مولکولی (MIP) و یک پلیمر قالب گیری نشده (NIP) می بایست مشابه و با ترکیب یکسان آماده گردند. به غیر از مولکول هدف که از پلیمر NIP برداشته می شود.
۳-۴-۱ سنتز نانوذرات سیلیکا-سیلانA
به یک بالن ته گرد سه دهانه مقادیر ۱۶۰ میلی لیتر تولوئن بعنوان حلال و ۸۱۲/۰ گرم نانوذرات سیلیکا و ۱۶ میلی لیتر سیلانA (MPTS) انتقال داده شد. این واکنش به مدت ۱۲ ساعت تحت حضور گاز نیتروژن به طول انجامید. در پایان پس از فیلتر و شستشوی رسوب با ۱۵ میلی لیتر تولوئن ترکیب نانوذرات سیلیکا-سیلانA بدست آمد که برای سنتز پلیمر مورد استفاده قرار گرفت شکل(۳-۷).
شکل ۳- ۶ ساختار سیلانA با نام شیمیایی ٣-متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان
۳-۴-۲ سنتز پلیمر قالب مولکولی