分子印跡是一種在聚合物基質中產生具有預定選擇性和高親和力的模板形空腔的技術。該技術基于酶用于底物識別的系統，稱為鎖和鑰匙模型。酶的活性結合位點具有特定于底物的形狀。與結合位點具有互補形狀的底物選擇性地與酶結合；無法識別不適合綁定位置的替代形狀。分子印跡材料是使用模板分子和圍繞模板組裝并隨后相互交聯的功能單體制備的。通過模板和單體上的官能團之間的相互作用在模板分子周圍自組裝的單體聚合形成印跡基質（在科學界通常稱為分子印跡聚合物（MIP））。隨后將部分或全部移除模板，留下與模板在尺寸和形狀上互補的空腔。獲得的空腔可以作為模板分子的選擇性結合位點。近幾十年來，分子印跡技術已被開發用于藥物輸送、分離、生物和化學傳感等。利用空腔的形狀選擇性，也促進了在某些反應的催化中的使用。

分子印跡的xxx個例子歸功于1931年的MVPolyakov，他在硅酸鈉與碳酸銨的聚合方面的研究。當聚合過程伴隨有諸如苯之類的添加劑時，所得二氧化硅顯示出更高的該添加劑吸收。到1949年，Dickey使用了教學理論分子印記的概念；他的研究在有機染料存在下沉淀硅膠，并表明印跡二氧化硅對模板染料具有高選擇性。根據Dickey的觀察，Patrikeev發表了一篇關于他的“印跡”二氧化硅的論文，其方法是用凝膠二氧化硅孵育細菌。干燥和加熱二氧化硅的過程比其他參考二氧化硅更好地促進了細菌的生長，并表現出對映選擇性。他后來將這種印跡二氧化硅方法用于進一步的應用，例如薄層色譜法(TLC)和高效液相色譜法(HPLC)。1972年，Wulff和Klotz將分子印跡引入有機聚合物。他們發現，通過在聚合物的印跡空腔內共價引入官能團，可以實現分子識別。Mosbach小組隨后證明可以通過非共價相互作用將官能團引入印跡空腔，從而導致非共價印跡。

在共價印記中，模板分子與功能單體共價鍵合，然后聚合在一起。聚合后，聚合物基質從模板分子上裂解下來，留下一個空腔，形成模板。在與原始分子重新結合后，結合位點將與目標分子相互作用，重新建立共價鍵。在此重建過程中，與鍵結合和鍵斷裂相關的動力學被恢復。然后，印記的分子從模板中釋放出來，然后它會與目標分子重新結合，形成與聚合前相同的共價鍵。利用這種方法的優點包括功能組僅與結合位點相關，避免任何非特異性結合。印跡分子還顯示出結合位點的均勻分布，增加了模板-聚合物復合物的穩定性。然而，有一些化合物可以通過共價鍵與模板分子進行印跡，例如醇、醛和酮，它們都具有高形成動力學。在某些情況下，聚合物基質與模板的重新結合可能非常緩慢，這使得這種方法對于需要快速動力學的應用（例如色譜）來說時間效率低下。

對于非共價印跡，模板分子與功能單體之間的相互作用力與聚合物基質與分析物之間的相互作用力相同。此過程中涉及的力可以包括氫鍵、偶極偶極相互作用和誘導偶極力。由于易于制備且可與模板分子結合的功能單體種類繁多，該方法是創建MIP最廣泛使用的方法。在官能團中，甲基丙烯酸是最常用的化合物，因為它能夠與其他官能團相互作用。另一種改變模板分子和聚合物之間非共價相互作用的方法是通過SergeyA.Piletsky教授和SreenathSubrahmanyam開發的“咬合轉換”技術。在這個過程中，

涉及金屬離子的離子印跡是一種增強水中模板分子和功能單體相互作用的方法。通常，金屬離子在壓印過程中充當介質。存在金屬離子的交聯聚合物將形成能夠與金屬結合的基質。金屬離子還可以通過與一系列功能單體結合來介導分子印跡，其中配體將電子提供給金屬離子的最外層軌道。除了介導壓印外，金屬離子還可用于直接壓印。例如，金屬離子可以作為壓印過程的模板。

分子印跡技術的一種應用是用于生物醫學、環境和食品分析的基于親和性的分離。樣品預濃縮和處理可以通過使用MIP去除樣品中的目標痕量分析物來進行。MIP在固相萃取、固相微萃取和攪拌棒吸附萃取中的可行性已在多個出版物中進行了研究。此外，色譜技術如HPLC和TLC可以利用MIP作為填充材料和固定相來分離模板分析物。觀察到非共價印跡材料的動力學比通過共價方法制備的材料快，因此非共價MIP更常用于色譜法。另一個應用是使用分子印跡材料作為化學和生物傳感器。

它們已被開發用于針對除草劑、糖、藥物、毒素和蒸汽。基于MIP的傳感器不僅具有高選擇性和高靈敏度，而且還可以產生輸出信號（電化學、光學或壓電）用于檢測。這使得它們可用于熒光傳感、電化學傳感、化學發光傳感和UV-Vis傳感。深入檢測非法藥物、違禁運動藥物、毒素和化學戰劑的法醫應用也是一個越來越受關注的領域。分子印跡在藥物輸送和生物技術等領域穩步出現。模板和聚合物基質之間的選擇性相互作用可用于制備人工抗體。在生物制藥市場，使用MIP吸附劑可以實現氨基酸、手性化合物、血紅蛋白和激素的分離。已經研究了利用分子印跡技術模擬線性和聚陰離子分子（例如DNA、蛋白質和碳水化合物）的方法。一個挑戰領域是蛋白質印記。大型水溶性生物大分子給分子印跡帶來了困難，因為它們的構象完整性在合成環境中無法確保。當前的導航方法包括將模板分子固定在固體基質的表面，從而xxx限度地減少聚集并控制模板分子定位在印跡材料的表面。然而，烏得勒支大學的科學家對蛋白質的分子印跡進行了批判性審查，發現需要進一步測試。制藥應用包括選擇xxx物遞送和控制藥物釋放系統，這些系統利用MIP的穩定構象、快速平衡釋放以及對酶和化學應力的抗性。還探索了智能藥物釋放，即由于特定刺激而釋放治療劑。納米級胰島素和其他藥物的分子印跡材料顯示出對其各自靶標的高吸附能力，顯示出新發現的藥物輸送系統的巨大潛力。與天然受體相比，MIPs還具有更高的化學和物理穩定性，更容易獲得，成本更低。MIP尤其可用于穩定蛋白質，特別是選擇性保護蛋白質免受熱變性。