Moleküler baskı, fonksiyonal monomerlerin polimerlerleşmesiyle
‘moleküler baskılar’ yaratmak için uygulanan bir tekniktir; ortamda, özel
olarak enjekte edilen hedef şablon molekülleri bulunur.
Analitik amaçlarla kullanılan sorbent malzemelerin en önemli
özelliklerinden biri, yüksek seçiciliğidir. Genel olarak bu seçicilik, bazı
maddeleri seçimli olarak tutan (sorpsiyon) fonksiyonel grupların bir polimerde
gelişmesi yoluyla veya, immünosurbentler için, polimere antikor injeksiyonuyla
sağlanır. Ancak, bu tür polimerlerin sentezi çok pahalıdır ve bazı durumlarda,
hedef maddenin etkili sorpsiyonu sağlayan uygun bir fonksiyonel grup veya
antikor seçimi imkansızdır. Etkili bir çözüm, hedef sorbata nano-seviyesinde ‘yapısal
ayarlama’ yapabilen (polimer sistemlere dayanan) yüksek seçicilikte sorbentler
geliştirmektir..Moleküler baskı tekniğiyle elde edilen ‘moleküler imprintler’ içeren
polimerler bu tür sistemledir.
‘Moleküler imprintler’ içeren polimerler oluşturma üç
aşamalı bir prosestir.
Birinci aşamada, bir monomer ve moleküler şablon (templat),
uygun bir solventte polimerleşinceye kadar karıştırılır. Ön-organizasyon denilen
bu aşamada, kararlı monomer ve templat substans moleküllerin ön-polimerizasyon
kombinasyonu oluşur; buradaki olay, fonksiyonel monomer moleküllerinin
düzenlenmesi ve şablon moleküllerine bağlanmasıdır.
İkinci aşama, ön-polimerleşmiş kombinasyonun
polimerizasyonudur (veya polikondensasyonu); fazla miktarda bağlayıcılarla
yapılan bu prosesle, çapraz-bağlı, rijid yapılı polimer meydana gelir.
Üçüncü aşamada, polimer ufalanır ve istenilen boyutlar
elenerek alınır, sonra polimer ağ yapıdan moleküler şablon uzaklaştırılır. Bu
proses, malzemede oyukların (boşluklar, gözenekleri) oluşumunu sağlar. Bu
oyuklar, teorik olarak hedef şablon molekülleri veya eşdeğer yapıdaki
bileşiklerle spesifik tamamlayıcı etkileşimler yapabilen üç boyutlu
baskılardır. Tamamlayıcılık, şekil ve boyut bakımından bir baskının şablon ile
uyumluluğu ve, tamamlayıcı fonksiyonel grupların bir şablon molekülünün
fonksiyonel gruplarıyla etkileşime girebilme yeteneğidir. Bu nedenle,
moleküler-baskı polimerlerin tanıma yeteneği, imprint (baskı) şekillerine ve bu
imprintleri içeren spesifik fonksiyonel grupların şablon moleküllerine uyumuna
dayanır.
Monomer molekülleri ve şablon arasındaki bağ türüne
(kovalent veya kovalent olmayan) bağlı olarak, baskı prosesi kovalent veya
nonkovalent olabilir.
Şekil: Moleküler baskı sentezi; (a) geleneksel
metot sentezi, (b) katı-hal sentezi
