۲-۵-۲ استخراج فیزیکی
این شیوه خود به دو صورت انجام می شود:
۲-۵-۲-۱ استخراج به کمک فراصوت^[۶۳](UAE)
این روش با بهره گرفتن از یک چرخه صوتی بسیار قوی با فرکانس بیش از ۲۰ کیلو هرتز انجام می گیرد. در واقع این روش بصورت تشکیل حبابهای بسیار کوچک در سطح مایع و فرسایش تدریجی ذرات جامد کار می کند که باعث افزایش دما و فشار شده و این به نوبه خود باعث انحلال، انتشار، نفوذ و انتقال بهتر مولکولهای حلال و نمونه قالب می شود.
۲-۵-۲-۲ استخراج به کمک مایکروویو^[۶۴](MAE)
این روش با بهره گرفتن از امواج مایکروویو صورت می گیرد که یطور مستقیم با مولکولها بر هم کنش داده و باعث هدایت یونی و چرخش دوقطبی می شود. استفاده از مایکروویو برای استخراج باعث خروج سریع نمونه هدف می شود اما باید از بالا رفتن بیش از حد درجه حرارت برای پلیمرهایی که به دما حساس هستند جلوگیری کرد. این تکنیک زمانی بهترین نتیجه را می دهد که از یک اسید آلی قوی استفاده شود که این برای ذرات MIP یک مشکل محسوب می شود چرا که احتمال تخریب قسمتی از پلیمر وجود دارد. با این حال کاهش زمان استخراج ، کاهش حجم مصرفی و هزینه های مربوط به حلال از مزایای این روش به حساب می آیند.

۲-۵-۳ استخراج با حلال فوق بحرانی^[۶۵]
در این روش از آب که ارزانترین و تازه ترین حلال است تحت دمای بالا (۳۷۴-۱۰۰) و فشار(bar60-10) استفاده می شود. این روش مبتنی بر کاهش قطبیت آب به دلیل دمای بسیار بالاست که ابن امکان را فراهم می کند تا آب بسیاری از ترکیبات قطبی، غیر قطبی و یونی مختلف را در خود حل کند. در این شرایط کاهش کشش سطحی و ویسکوزیته نیز به پدیده انتشار کمک می کند. علاوه بر این انرژی حرارتی بالا نیز به شکستن نیروهای بین مولکولی مانند بر هم کنش های دوقطبی- دوقطبی^[۶۶]، نیروهای واندروالس^[۶۷] و پیوند هیدروژنی بین نمونه هدف و ماتریکس پلیمر کمک می کند(تئو و همکاران^[۶۸]،۲۰۱۰ ؛وانگ و همکاران^[۶۹]،۲۰۰۶).
۲-۶ انواع تکنیک های پلیمرهای قالب مولکولی
پلیمرهای قالب مولکولی را می توان به فرمت های گوناگون تهیه کرد. و این حالت به روش آماده سازی که مد نظر است بستگی خواهد داشت.
در اینجا به رایج ترین فرایند پلیمریزاسیون در آماده سازی پلیمرهای قالب مولکولی که عبارتند از پلیمریزاسیون توده ای^[۷۰]، رسوبی^[۷۱]، متورم سازی چند مرحله ای^[۷۲]، سوسپانسیون^[۷۳]، امولسیون^[۷۴]، و همچنین پیوند زدن^[۷۵] می باشد اشاره می شود.
۲-۶-۱ پلیمریزاسیون توده ای
در فرایند توده ای واکنشگرها برای تهیه MIP یعنی مولکول هدف مونومر و اتصال دهنده عرضی در یک حلال همه با هم حل می شوند و البته یک آغازگر رادیکالی نیز اضافه می شود. سپس گاز زدایی برای حذف اکسیژن انجام می شود و محلول واکنشگرها تحت تاثیر UV یا حرارت برای تخریب فتوشیمیایی یا حرارتی قرار می گیرد تا آغازگر رادیکالی تخریب و به رادیکال آزاد تبدیل شود. واکنش پلیمریزاسیون به مدت زمان لازم ادامه می یابد.هنگامی که پلیمرهای قالب مولکولی با این روش تهیه می شوند پلیمر بدست آمده حالت مونولیت را داشته و باید قبل از استفاده کاملا خرد و غربال گردد.سپس ذرات پلیمر برای حذف مولکول هدف و واکنشگرهای استفاده نشده شسته می شوند(استیونسون ،۱۹۹۹ ؛کاردوسو^[۷۶] ،۱۹۹۹).
علیرغم سادگی پلیمریزاسیون توده‎ای و بهینه سازی شرایط قالب زنی نسبتاً راحت، اما روش پلیمریزاسیون توده‎ای بهر حال نقائصی دارد. اول از همه، ذرات حاصل از آخرین مرحله الک کردن شکل و اندازه نامنظم دارند که بر روی کروماتوگرافی تاثیر منفی دارد. بعلاوه، روند آسیاب و الک کردن دشوار و وقتگیر است و باعث هدر رفتن مقدار قابل توجهی از پلیمر سنتز شده می‎شود.
۲-۶-۲ پلیمریزاسیون رسوبی
در روش پلیمریزاسیون رسوبی در حین پلیمریزاسیون در ظرف واکنش و رشد زنجیر پلیمری هنگامی که زنجیره ها به یک وزن بحرانی می رسند رسوب می کنند. در این روش ذرات بدست آمده کروی می باشند. ذرات حاصل معمولا نباید از ۱۰ میکرومتر تجاوز کنند که البته گاهی ذراتی خارج از محدوده میکرومتر ایجاد می شود که این محدودیت هایی را برای استخراج فاز جامد از پلیمرهای قالب مولکولی ایجاد خواهد کرد.ایراد دیگر این روش شرایط خاص پلیمریزاسیون است که باید در انتخاب حلال و مونومر بسیار دقت شود و در واقع گاهی این نوع پلیمریزاسیون برای قالب گیری مولکول هدف با مشکل ایجاد می شود.
پلیمریزاسیون رسوبی می تواند برای تهیه دانه های قالب مولکولی با گرید کروماتوگرافی نیز بسیار مفید باشد(لی و همکاران^[۷۷]، ۲۰۰۳).
۲-۶-۳ متورم سازی چند مرحله ای
این روش نیز تکنیکی برای رسیدن به ذرات کروی است.وقتی که برای برای تهیه پلیمرهای قالب مولکولی از روش متورم کردن چنند مرحله ای استفاده می شود در این صورت پلیمرهای قالب مولکولی در شکل های دانه ای تولید می گردند. این ذرات دانه ای در آب معلق می شوند و پس از افزودن حلال آلی مناسب ذرات اولیه تا گستره نهایی ۱۰-۵ میکرومتر متورم و بزرگ می شوند درست در همین لحظه تمام اجزای مد نظر برای پلیمریزاسیون به محلول سوسپانسون اضافه می شوند و با واکنش با ذرات متورم پلیمریزاسیون آغاز می شود. علیرغم اینکه ذرات حاصل در این روش از نظر اندازه و شکل برای کاربردهای کروماتوگرافی مناسبند و فرایند قالب گیری تمام مولکول ها تقریبا میسر است چرا که هیچ کدام از ترکیبات درگیر در فرایند پلیمریزاسیون در فرایند ایجاد ذرات کروی مداخله ندارند.اما نیازمند روش پیچیده و شرایط واکنش ویزه است و سوسپانسیون آبی مورد استفاده در این روش ممکن است با قالب گیری مولکولی تداخل پیدا کند و بنابراین منجر به کاهش انتخابگری این ذرات که هنوز رضایت بخش نیستند شود.
بعنوان مثال پلیمرهای قالب مولکولی با اندازه های یکنواخت برای d-کلر فنیرامین^[۷۸](CP) و برم فنیرامین^[۷۹](BP) با بهره گرفتن از شیوه پلیمریزاسیون تورم چند مرحله ای توسط هاگیناکا^[۸۰] و همکارانش تولید شده اند که از مخلوطی از بافر فسفات و استونیتریل بعنوان فاز متحرک استفاده شده بود(هاگیناکا و کاگاوا^[۸۱]، ۲۰۰۲).
۲-۶-۴ پلیمریزاسیون سوسپانسیون
تکنیک دیگر پلیمریزاسیون روش سوسپانسیونی است که در آن همه اجزای شرکت کننده در تهیه پلیمر در یک حلال مناسب حل می شوند و در نهایت این محلول به ظرفی حاوی حلال امتزاج ناپذیر منتقل می شود. این سیستم شدیدا هم زده می شود تا قطره هایی در حد میکرومتر ایجاد شود پس از آن وارد مرحله پلیمریزاسون خواهد شد. ذرات حاصل به اندازه ۱۰۰-۱۰ میکرومتر و کروی شکل هستند.
وجه مشترک دو روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی و متورم سازی چند مرحله ای این است که هر مولکول دلخواهی می تواند به عنوان مولکول هدف قالب گیری شود و عامل پخش کننده مرسوم در هر دو مورد آب است با این وجود در هر دو مورد ممکن است با مشکلاتی برای واکنش مناسب بین مولکول هدف و مونومر از ناحیه مولکول های آب مواجه باشیم.
پلیمریزاسیون تعلیق در حلال های پر فلوئورو کربن^[۸۲] (PFC) توسط مایز^[۸۳] و ماسباخ(مایز و ماسباخ، ۱۹۹۶ ژانگ و همکاران^[۸۴]، ۲۰۰۳). در سیستم های دوفازی استفاده از حلال های پر فلوئورو کربن به جای آب ترجیح داده می شود چون آب ممکن است اثر منفی روی کمپلکس غیر کووالانسی بین مونومرها مولکول هدف داشته باشد.
۲-۶-۵ پلیمریزاسیون امولسیونی
این شیوه پلیمریزاسیون یک فرایند منحصر به فرد برای تولید پلیمرهای زنجیره ای است که شامل پلیمریزاسیون مونومرها به شکل امولسیون (کلوئید) می باشد. در این روش مونومر را در مجاور عامل امولسیون کننده و در محلول آبی بشدت بهم می‌زنند تا بطور یکنواختی در محیط آبی پخش گردد از طرفی به سختی می‌توان عامل امولسیون کننده را شستشو داد.
اختلاف که بین پلیمریزاسیون امولسیونی و تعلیق وجود دارد این است که در حالت امولسیون ذرات مونومر به شدت در آب پراکنده شده اند اختلاف دیگر، انحلال کاتالیزور در مونومر و عدم انحلال آن در آب، در حالت تعلیق است در حالیکه در مورد امولسیون، کاتالیزور در آب محلول است. وزن مولکولی در شرایط امولسیون خیلی زیادتر و واکنش خیلی سریعتر و مکانیسم عمل آنها کاملاً متفاوت است.
این شیوه پلیمریزاسیون بیشتر برای تولید ذرات پوسته- هسته^[۸۵] مورد استفاده قرار می گیرد که ذرات بدست آمده کاملاً یکنواخت و در اندازه های بین۲- ۰۵/۰ میکرومتر خواهند بود(پرز و همکاران^[۸۶]، ۲۰۰۰ و ۲۰۰۱). ویژگی ساختاری این ذرات طوری است که اجازه می دهند یک نمونه به ذرات هسته بدون تداخل با پوسته قالب بندی شده متصل شود.
۲-۶-۶ پلیمریزاسیون پیوند زدن
در مورد ماده اولیه شامل ذرات سیلیکا است و تمام ذرات لازم برای پلیمریزاسیون در درون این ذرات سیلیکا جذب سطحی می شوند. پس از آن به محض اینکه پلیمریزاسیون انجام شد سیلیکا حذف می شود تا محصول نهایی از ذرات کروی مشخص گردد.که در واقع این ذرات تصویری از ذرات سیلیکای اولیه هستند. در مواد کامپوزیتی از این روش استفاده می شود. در تمایز با سایر تکنیک های گفته شده این روش نیازمند مهارت بیشتر و استفاده از یک حلال خورنده مانند یک اسید برای حذف سیلیکا می باشد(کیونگ و همکاران^[۸۷]،۲۰۱۰).
۲-۷ اهمیت مولکولهای پذیرنده درعلم و تکنولوژی
در علم وتکنولوژی امروزی، اهمیت پذیرنده ها و تشخیص مولکولی )قدرت تشخیص میان مولکولها تشخیص مولکولی نامیده می شود( به سرعت رشد کرده است. این رشد اساسا به این خاطر است که یک مولکول در حال حاضر یک واحد عملگر بوده و فقط نقش خود را ایفا میکند. در اینجا به توضیح مختصری از پذیرنده های طبیعی و مصنوعی می پردازیم.
۲-۷-۱ پذیرنده های طبیعی
مولکولها و سلولهای زیادی در بدن موجودات زنده وجود دارند و همه آنها به نحو بسیار منطقی با هم همکاری می کنند. بدون این همکاری و درک متقابل، موجودات زنده نمی مانند. بنابراین تشخیص مولکولی برای وجود زندگی، حیاتی است. برای مثال، پذیرنده های روی سطح غشای سلولی، هورمونها را به هم پیوند می دهند و مسئول ارتباطات بین سلولی هستند. زمانی که پذیرنده ها، هورمونها را پیوند می دهند، ساختارشان تغییر میکند، پیام هورمون (برای مثال: کمبود گلوگز در بدن) از طریق این تغییر ساختاری به سلول منتقل می شود. حال که سلول می داند در آن لحظه بدن چه چیزی لازم دارد، عکس العمل زیستی مربوط را انجام داده تا به این نیاز به طور مناسب پاسخ دهد. مهمترین عامل در این سیستمها این است که یک پذیرنده فقط و فقط یک هورمون مشخص را قبول میکند و هیچ برهم کنش خاصی با دیگر هورمونها ندارد.
۲-۷-۲ پذیرنده های مصنوعی
زیبایی تشخیص مولکولی در طبیعت، بسیاری از دانشمندان را به تبعیت از آن واداشته است. یکی از بزرگترین امتیازات پذیرنده های مصنوعی در برابر نمونه هایی که در طبیعت اتفاق می افتد، آزادی طرح مولکولی است. چهار چوب کاری پذیرنده های مصنوعی هرگز به پروتئین ها و دامنه ای از اسکلت ها (برای مثال: زنجیره های کربنی وحلقه های آروماتیک متصل به هم ) محدود نمی شود. بنابراین، پایداری، انعطاف پذیری و دیگر خصوصیات، آزادانه و براساس نیاز تعدیل می گردند. حتی گروه های عاملی که در طبیعت یافت نمی شوند هم می توانند در این ترکیبات دست ساز استفاده شوند. علاوه بر این هر زمانی که لازم باشد، عمل پاسخ به محرک های خارجی (تغییر pH، میدان الکتریکی و موارد دیگر) می تواند از طریق گروه های عاملی مناسب فراهم شود. گستره عملکردها بسیار فراتر از مواردی است که در طبیعت به طور طبیعی اتفاق می افتد.
۲-۷-۳ پذیرنده ها برای کاربردهای عملی
در صنعت از پذیرنده ها برای جدا سازی ارزان محصول هدف، از مخلوط های واکنش و انتقال مواد شیمیایی از فاضلاب استفاده می شود. کاربرد پذیرنده ها برای زیست شناسی مولکولی (کنترل عکس العمل های زنده، جدا سازی مواد زنده و موارد دیگر) هم امید بخش هست. در بعضی از موارد، هزینه جداسازی محصول و خالص سازی بالغ بر نیمی از هزینه کلی محصول می شود. بنابراین پذیرنده هایی با قابلیت انتخاب بالا و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و برای موفقیت در تجارت مهم هستند.
۲-۸ کاربرد های قالب مولکولی
سطوح کاربردی متفاوتی برای شبکه های پلیمری قالب مولکولی می توان در نظر گرفت در ادامه به بررسی مختصری از این سطوح و آزمایشات انجام شده در این زمینه می پردازیم.

1. 1. کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی

1. 1. حسگر های زیستی

1. 1. پلیمر های قالب مولکولی به عنوان غشا های سلولی

1. 1. کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در سیستمهای رهایش دارو

1. 1. کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در استخراج فاز جامد

و غیره.
۲-۸-۱ کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی
پلیمرهای قالب مولکولی به عنوان فاز ساکن به خصوص در کروماتوگرافی مایع کاربرد فراوانی دارند.این پلیمرها به عنوان فاز ساکن در کروماتوگرافی استفاده می شوند(بالامورگان و همکاران^[۸۸]،۲۰۱۲).
از دیگر ویژگی های خاص در این زمینه، می توان به جداسازی ایزومر های نوری اشاره کرد. با بهره گرفتن از روش های قالب مولکولی امکان تولید فاز های نوری بسیار کارآمد بوجود می آید. مشخصه ویژه این مواد، شستشوی گروه خاصی از ایزومر ها می باشد. که این مسئله وابسته به شکل ایزومری مولکول هدف می باشد. به عنوان نمونه هنگامی که از ایزومر R به عنوان آنتی ژن (مولکول هدف ) استفاده شود، ایزومر S شسته خواهد شد، و بالعکس اگر ایزومر S به عنوان مولکول هدف استفاده شود، ایزومر R شسته خواهد شد.
همچنین یک پلیمر قالب مولکولی که دارای ویژگی آنانتیوگزینی^[۸۹] بود توسط کمپ و همکارانش تهیه شد. این پلیمرها تنها به فرم آنانتیومری که در ساخت پلیمر اولیه استفاده شده بود حساسیت نشان می داد.