فصل اول. ۱۲

مقدمه. ۱۲

۱-۱- تئوری قفل و کلید ۱۳

۱-۲- تاریخچه مولکول نگاری.. ۱۶

۱-۳- روش های مختلف مولکول نگاری.. ۱۸

۱-۳-۱- منقوش پذیری کووالانسی. ۱۸

۱-۳-۲-  منقوش پذیری غیر کووالانسی. ۲۰

۱-۳-۳- هیبریداسیون منقوش پذیری کووالانسی و منقوش پذیری غیر کووالانسی. ۲۱

مراجع: ۲۳

فصل دوم ۲۳

اهمیت مولکولهای پذیرنده درعلم و تکنولوژی پیشرفته. ۲۳

۲-۱-مقدمه. ۲۴

۲-۲- پذیرنده های طبیعی. ۲۶

۲-۳- پذیرنده های مصنوعی. ۲۸

۲-۴- پذیرنده ها برای کاربردهای عملی. ۳۰

۲-۵- چرا روش مولکول نگاری اینقدر امید بخش است؟. ۳۲

مراجع: ۳۴

فصل سوم ۱۹۹

اساس مولکول نگاری.. ۱۹۹

۳-۱- مقدمه. ۲۰۰

۳-۲-ماکرومولکول ها (۱) ۲۰۲

۳-۲-۱-ماکرومولکول های سنتزی.. ۲۰۲

I-واکنشهای پلیمریزاسیون. ۲۰۵

A- پلیمریزاسیون رادیکالی. ۲۱۲

a- تحریکهای حرارتی. ۲۱۲

b- فعال کننده‌های فوتوشیمی. ۲۱۵

c- تشکیل مرحله اولیه بوسیله اجسام مولد رادیکالهای آزاد ۲۱۷

:Bپلیمریزاسیون یونی. ۲۲۴

-bپلیمریزاسیون آنیونی. ۲۲۸

g – خاتمه فعالیت با افزایش متوقف کننده ها ۲۴۴

نقش اکسیژن بعنوان فعال کننده و یا متوقف کننده: ۲۴۶

۳-۳-تکنیکهای پلیمریزاسیون. ۲۴۷

۱- پلیمریزاسیون توده ای.. ۲۴۸

۲- پلیمریزاسیون در محلول. ۲۴۹

۳- پلیمریزاسیون امولسیونی. ۲۵۰

۴- پلیمریزاسیون تعلیق. ۲۵۳

۳-۴-قواعد اساسی مولکول نگاری.. ۲۵۹

۳-۵- روش‌های مختلف مولکول نگاری.. ۲۶۲

فصل چهارم ۲۷۱

روشهای آزمایشگاهی. ۲۷۱

فرآیند های مولکول نگاری.. ۲۷۱

۴-۱- مقدمه. ۲۷۲

۴-۲- واکنشگر ها و فرآیند های آزمایشگاهی. ۲۷۲

۴-۲-۱- مونومر های عاملی. ۲۷۳

۴-۲-۲- مولکول الگو. ۲۷۷

۴-۲-۳- عوامل اتصال دهنده عرضی. ۲۷۸

۴-۲-۴- حلالها (پروژن) ۲۸۴

۴-۲-۵- شروع کننده و دمای واکنش.. ۲۸۵

۴-۲-۶- تأثیر زمان. ۲۸۸

۴-۳-منقوش پذیری کووالانسی. ۲۸۸

۴-۳-۱- منقوش پذیری به وسیله استر های برونیک اسید ۲۸۹

۴-۳-۳- منقوش پذیری با استالهاو کتالها ۲۹۵

۴-۳-۴- منقوش پذیری با بازهای شیف.. ۲۹۶

۴-۳-۵- منقوش پذیری با پیوندهای S-S. 298

۴-۳-۶- منقوش پذیری با پیوندهای  کئوردینه شده ۲۹۹

۴-۴- منقوش پذیری غیر کووالانسی. ۳۰۳

۴-۴-۲- پیریدین به عنوان ترکیبی که سایت لازم جهت تشکیل پیوند هیدروژن را دارد ۳۰۷

۴-۵- مولکول نگاری تصنعی. ۳۱۳

فصل پنجم ۳۱۷

روشهای تجربی درارزیابی کارآیی منقوش پذیری.. ۳۱۷

۵-۱- مقدمه. ۳۱۸

۵-۲-  آزمایشات کروماتوگرافی. ۳۱۹

۵-۳- آزمایشات پیوند الگو به روش نا پیوسته. ۳۲۱

فصل ششم ۳۲۷

مطالعه اسپکتروسکوپی واکنشهای مولکول نگاری.. ۳۲۷

۶-۱-مقدمه. ۳۲۸

۶-۲-ساختار کمپلکس در مرحله پیش پلیمریزاسیون. ۳۲۸

سوالات کلیدی: ۳۲۹

۶-۴-بررسی برهمکنش های الگو-  MIP. 337

۶-۶- رابطه بین میزان K و کارایی مولکول نگاری.. ۳۴۳

۶-۷ – ساختار سایت اتصال مولکول الگو. ۳۴۶

فصل هفتم ۳۵۲

شمایی از روش مولکول نگاری.. ۳۵۲

۷-۱- مقدمه. ۳۵۳

۷-۲- انتخاب عوامل. ۳۵۳

۷-۲-۱- مونومرهای عاملی. ۳۵۳

۷-۲-۲-حلال پلیمریزاسیون. ۳۵۴

۷-۲-۳- عامل اتصال دهنده عرضی. ۳۵۵

۷-۳- پلیمریزاسیون. ۳۵۵

۷-۴ پرکردن ستون HPLC با پلیمر منقوش.. ۳۵۹

۷-۵- ارزیابی کمی کارایی منقوش پذیری.. ۳۶۰

فصل هشتم ۳۶۲

کاربرد های مولکول نگاری.. ۳۶۲

۸-۱- کاربرد های مولکول نگاری.. ۳۶۳

۸-۱-۲- تقلید گر های باند پادتن و پذیرنده ۳۷۱

۸-۱-۳- کاربرد های کاتالیستی و آنزیمی. ۳۷۲

۸-۱-۴- حسگر های زیستی. ۳۷۳

۸-۱-۵ – پلیمر های منقوش پذیر به عنوان ظروف واکنش مولکولی. ۳۷۸

۸-۱-۶- پلیمر های منقوش پذیر به عنوان غشاء های سلولی. ۳۸۲

۸-۱-۷- کاربرد مولکول نگاری در جذب انتخابی یون ها ۳۸۳

۸-۱-۸- پلیمر های منقوش پذیر برای تغلیظ انتخابی یون ها ۳۸۵

۸-۱-۹- کاربرد پلیمر های منقوش پذیر در جداسازی پپتیدها ۳۸۶

فصل نهم ۱۷

چالش ها و پیشرفت های اخیر. ۱۷

۹-۱- مقدمه. ۱۸

۹ -۲- مولکول نگاری در آب.. ۱۸

۹ – ۲-۳- مولکول نگاری در سطح مشترک هوا – آب.. ۲۹

۹ – ۳- استفاده از دو نوع مونومر عاملی  برای شناسائی مشترک.. ۳۱

۹-۴- ژل معدنی به عنوان بستری برای مولکول نگاری.. ۳۴

۹-۴-۱-  منقوش پذیری کووالانسی در ماتریس سیلیکا ژل. ۳۴

۹-۴-۳- سیلیکا ژل مارپیچ برای تکنیک مولکول نگاری (۱۷) ۳۹

۹-۵- آنزیم های مصنوعی (کاتالیزور مولکولی ) برای تکنیک مولکول نگاری.. ۴۱

۹-۵-۱- ترکیب سایت های کاتالیزوری و سایت های اتصال سابستریت.. ۴۱

۹-۵-۲- پادتن کاتالیزی تهیه شده با استفاده از مرحله گذار آنالوگ.. ۴۴

مراجع: ۴۸

فصل اول

مقدمه

۱-۱- تئوری قفل و کلید

مفهوم برهم کنش مولکولی بسیار قدیمی بوده و بوسیله مؤسسات یونانی و ایتالیایی استفاده شده است. در نیمه دوم قرن نوزدهم، ظهور نظریه‌های مدرن در مورد این برهم کنش‌ها از میان آزمایش‌های واندروالس در مطالعاتش پیرامون برهم کنش‌های مابین اتمها در حالت گازی آغاز شد و در سال ۱۸۹۴، فیشر نظریه مشهور «قفل و کلید[۱]»اش را در مورد‌روش برهم کنش سوبسترا با آنزیم ارائه‌کرد(شکل‌۱-۱).

شکل ۱-۱: شمایی ارائه شده از مفهوم قفل و کلید فیشر در کمپلکس آنزیم – سوبسترا

براساس نظریه فوق، عمل خاص یک آنزیم با یک سوبسترا تنها می‌تواند با استفاده از تشبیه قفل به آنزیم و کلید به سوبسترا توضیح داده شود. فقط وقتی که کلید (سوبسترا) اندازه قفل باشد در درون سوراخ قفل (مکان فعال[۲] آنزیم) جای می‌گیرد. کلیدهای کوچکتر، کلیدهای بزرگتر یا کلیدهایی با دندانه‌های نامشابه (مولکولهای سوبسترا با شکل و اندازه نادرست) در داخل قفل (آنزیم) جای نخواهند گرفت (۱). شکل ۱-۲ بخوبی این موضوع را نشان می دهد.

شکل ۱-۲ : نظریه قفل و کلید

در سیستم‌های زیستی، کمپلکس‌های مولکولی بواسطه‌ تعداد زیادی از برهم کنش‌های غیر کووالانسی از قبیل پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای یونی تشکیل می‌شوند. اگر چه این برهم کنشها به تنهایی در مقایسه با پیوندهای کووالانسی ضعیف می‌باشند، لیکن تاثیر همزمان این پیوندها اغلب منجر به تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌شود. برهم کنش‌های پیچیده مابین انواع مولکولها، شناخت مولکولها و توانایی تقلید از پیوندهای  طبیعی، دانشمندان را برای مدت زمان طولانی مشغول کرده است. این رویداد منجر به تشکیل رشته جدیدی با عنوان شیمی تقلید زیستی[۳] شده است. اصطلاح تقلید زیستی به وضعی گفته می‌شود که در آن فرایندهای شیمیایی از یک فرایند بیوشیمیایی تقلید می‌کنند، تا اینکه ساختارها و مکانیزم سیستمهای زیستی شناخته شوند. دانشمندان در تلاش هستند که این دانش را به فنون سنتزی تبدیل کنند. یکی از این فنون سنتزی که در دهه اخیر مورد توجه واقع شده است، فن مولکول نگاری[۴] می‌باشد (۱،۲).

۱-۲- تاریخچه مولکول نگاری

در جهان به کرات اتفاق افتاده که یک پدیده موفقیت آمیز شروع ناامید کننده ای داشته است و عرصه علم هم از این امر استثناء نبوده و نیست. یکی از این مسائل علمی که شروع خوبی نداشته، روش مولکول نگاری می‌باشد.

برای اولین بار مولکول نگاری در سال ۱۹۳۰ میلادی بوسیله پولیاکف[۵] در بدست آوردن افزودنی های گوناگون در یک ماتریس سیلیکا مورد استفاده قرار گرفت. در دهه ۱۹۴۰ میلادی لینوس پائولینگ (۳) فرض کرد فرایندی شبیه مولکول نگاری مسئول انتخاب پادتن ها برای آنتی ژنهای مربوط شان می باشند (شکل ۱-۳). پائولینگ برای توجیه توانایی شگفت‌انگیز سیستم ایمنی بدن انسان در تولید پادتن‌های بسیار متفاوت، فرضیه‌ای را ارائه داد. برطبق این فرضیه بدن انسان واحدهای ساختمانی سریع‌العملی را در اختیار دارد که به محض حضور مولکول غیر خودی در بدن، این واحدها، مولکول غیر خودی (مهاجم) را محاصره کرده و با گروههای عاملی مناسب خود با آن برهم کنش می‌دهند و سپس در همان وضعیت به هم متصل شده و یک قالب مولکولی را برای مولکول مهاجم به وجود می‌آورند. تئوری فوق توسط فرانک دیکی[۶] شاگرد پائولینگ، با انجام آزمایش هایی که جذب ویژه را برای چندین رنگ متفاوت در سیلیکا نشان می داد، تائید شد. امروزه مشخص شده است که پادتن ها بر اساس نظریه اختصاصی بودن پاسخ ایمنی تولید می شوند. بر اساس این نظریه، از برخورد هر یاخته با آنتی ژن مربوط، آن یاخته تکثیر می یابد و به مجموعه ای از یاخته های یکسان تبدیل می شود که فعالیت مشابهی را نشان می دهند، لذا نظریه تولید پادتن انعطاف پذیر در پاسخ به یک آنتی ژن اشتباه می باشد.

شکل ۱-۳: تشکیل پادتن بر اساس نظریه پائولینگ A) تشکیل زنجیر پلی پپتید پادتن اطراف آنتی ژن B) زنجیر پلی پپتید پادتن شروع به لایه لایه شدن جهت تشکیل ساختار epitope می کند (c پادتن تشکیل می شود

ولی همین فرضیه اساس یک روش جالب را در جداسازی بنیان نهاد که امروزه به نام روش مولکول نگاری معروف است.

در این قسمت به طور مختصر در باره تاریخچه روش های مختلف مولکول نگاری بحث خواهیم کرد.

۱-۳- روش های مختلف مولکول نگاری

۱-۳-۱- منقوش پذیری کووالانسی[۷]

Wulff و همکارش، سنتز اولین گونه منقوش پذیر کووالانسی را در سال ۱۹۹۷ گزارش (۴) کرده اند (شکل ۱-۴). آنها گونه مزدوج کووالانسی P– وینیل بنزوبرونیک اسید با ۴- نیتروفنیل –α–D مانوپیرانوسید [۸] به نسبت ۲:۱ ( مولکول الگو) سنتز نموده و عمل کوپلیمریزاسیون این محصول، با متیل متااکریلات و اتیلن دی متااکریلات ( بعنوان اتصال دهنده های عرضی) صورت گرفت. بعد از پلیمریزاسیون، برونیک اسید استر موجود در پلیمر شکافته شده و ۴ نیتروفنیل- α-D مانوپیرانوسید از پلیمر منتقل می شود. دقیقا همان طور که می خواستند، پلیمر حاصل قویاً و به طور گزینش پذیر با این قند پیوند می دهد . پیکر بندی دو گروه برونیک اسید در پلیمر موجود ثابت نگه داشته شده و ساختار مولکول الگو حفظ می شود. با روش مشابهی، Shea یک گونه مزدوج کتال بین گروه کربونیل مولکول الگو وگروه ۱و۳-دیول مونومر عاملی، سنتز نموده و این گونه مزدوج کووالانسی را برای مولکول نگاری به کار برد (۵).