Polímero impreso molecularmente
Un polímero impreso molecularmente (MIP) es un polímero que ha sido procesado utilizando la técnica de impresión molecular que deja cavidades en la matriz polimérica con afinidad por una molécula "plantilla" elegida. El proceso suele implicar iniciar la polimerización de los monómeros en presencia de una molécula molde que se extrae posteriormente, dejando cavidades complementarias. Estos polímeros tienen afinidad por la molécula original y se han utilizado en aplicaciones como separaciones químicas, catálisis o sensores moleculares. Los trabajos publicados sobre el tema datan de la década de 1930.
La impresión molecular es el proceso de generar una impresión dentro de un sólido o gel, cuyo tamaño, forma y distribución de carga corresponde a una molécula molde (normalmente presente durante la polimerización). El resultado es un receptor sintético capaz de unirse a una molécula diana, que encaja en el sitio de unión con alta afinidad y especificidad. Las interacciones entre el polímero y la plantilla son similares a aquellas entre anticuerpos y antígenos , y consisten en interacciones electrostáticas , enlaces de hidrógeno , fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas .
Una de las mayores ventajas de los receptores artificiales sobre los receptores naturales es la libertad de diseño molecular. Sus marcos no están restringidos a proteínas, y se pueden usar una variedad de esqueletos (p. ej., cadenas de carbono y anillos aromáticos fusionados). Así, la estabilidad, la flexibilidad y otras propiedades se modulan libremente según las necesidades. Incluso los grupos funcionales que no se encuentran en la naturaleza pueden emplearse en estos compuestos sintéticos. Además, cuando sea necesario, la actividad en respuesta a estímulos externos (fotoirradiación, cambio de pH, campo eléctrico o magnético, y otros) puede proporcionarse utilizando grupos funcionales apropiados.
En un proceso de impresión molecular, se necesita 1) plantilla, 2) monómero(s) funcional(es), 3) reticulante , 4) radical u otro iniciador de polimerización , 5) solvente porogénico y 6) solvente de extracción. De acuerdo con el método de polimerización y el formato de polímero final, se puede evitar uno o algunos de los reactivos. [1]
Hay dos métodos principales para crear estos polímeros especializados. El primero se conoce como autoensamblaje, que implica la formación de polímero al combinar todos los elementos del MIP y permitir que las interacciones moleculares formen el polímero reticulado con la molécula molde unida. El segundo método de formación de MIP implica la unión covalente de la molécula de impresión al monómero. Después de la polimerización, el monómero se escinde de la molécula molde. [2]La selectividad está muy influenciada por el tipo y la cantidad de agente de reticulación utilizado en la síntesis del polímero impreso. La selectividad también está determinada por las interacciones covalentes y no covalentes entre la molécula diana y los grupos funcionales monoméricos. La elección cuidadosa del monómero funcional es otra elección importante para proporcionar interacciones complementarias con la plantilla y los sustratos. [3]En un polímero impreso, el reticulante cumple tres funciones principales: en primer lugar, el reticulante es importante para controlar la morfología de la matriz polimérica, ya sea de tipo gel, macroporosa o en polvo de microgel. En segundo lugar, sirve para estabilizar el sitio de unión impreso. Finalmente, imparte estabilidad mecánica a la matriz polimérica. Desde el punto de vista de la polimerización, generalmente se prefieren relaciones de entrecruzamiento altas para acceder a materiales permanentemente porosos y para poder generar materiales con una estabilidad mecánica adecuada.
