Molekulares Prägen (Imprinting) in vernetzten Materialien mit Hilfe von Matrizenmolekülen – auf dem Weg zu künstlichen Antikörpern

Kann man in organischen oder anorganischen Polymeren Bindungsstellen ähnlich denen in Antikörpern herstellen, die für die molekulare Erkennung und unter Umständen für die Katalyse geeignet sind? In diesem Beitrag wird über ein Verfahren zusammenfassend berichtet, bei dem – ähnlich wie man es sich früher für die Bildung der Antikörper vorstellte – um ein als Matrize (Schablone, Templat) wirkendes Molekül herum in Gegenwart von wechselwirkenden Monomeren vernetzend polymerisiert wird. Nach dem Abtrennen der Matrize bleibt im Polymer ein Abdruck (Imprint) mit zur Wechselwirkung befähigten Gruppen zurück, wobei dessen Form und die Anordnung der Haftgruppen in ihm komplementär zur Struktur des Matrizenmoleküls sind. Der Erfolg des Prägevorgangs kann bei Verwendung chiraler Matrizenmoleküle anhand der Fähigkeit des Polymers zur Spaltung des Racemats der als Matrize verwendeten Verbindung ermittelt werden. Nach umfangreichen Optimierungen des Verfahrens werden heute in der Chromatographie Trennfaktoren α von 4–8 und Basislinien‐Trennungen erhalten. Starkes Interesse gilt auch der Oberflächenprägung von Festkörpern und Monoschichten. Von entscheidender Bedeutung sind in allen Fällen die Struktur der Matrix in den geprägten Materialien und die Funktion der Haftgruppen. Der Mechanismus des Prägens und die molekulare Erkennung von Substraten werden heute schon recht gut verstanden. Zahlreiche praktische Anwendungen derartig hergestellter Produkte werden intensiv bearbeitet. Insbesondere für die chromatographische Racematspaltung sowie die Verwendung als Chemosensoren, als künstliche Antikörper und als selektive Katalysatoren sind technische Anwendungen in Sicht. Von besonderem Interesse ist auch die Verwendung entsprechend hergestellter Verbindungen als Enzymmodelle.