综述：多巴胺分子印迹聚合物：合成策略、生物医学应用与未来展望

　　本综述系统梳理了多巴胺基分子印迹聚合物（MIPs）的创新设计与前沿应用。重点剖析了其温和聚合条件、丰富界面相互作用及优异生物相容性等特性，展现了其在癌症、心血管疾病等生物标志物检测与靶向治疗中的巨大潜力，为下一代智能识别材料的开发提供了重要方向。

　　

Polymerization Mechanism of Dopamine

多巴胺的聚合机制是一个复杂的多步骤过程，涉及氧化、分子间环化和异构化等关键阶段。PDA形成的初始步骤始于多巴胺分子在pH诱导下自氧化形成多巴胺醌（Dopamine quinone, DAQ）。随后，DAQ通过分子间和分子内环化反应生成多种中间体，如5,6-二羟基吲哚（5,6-dihydroxyindole, DHI）及其衍生物。这些中间体进一步经历氧化和聚合，最终形成具有复杂结构的聚多巴胺（Polydopamine, PDA）涂层。该过程通常在弱碱性水溶液（pH 8.5）中自发进行，无需添加外部氧化剂，条件温和，非常适合用于对敏感生物分子（如蛋白质）进行印迹。

Protein Recognition and Analysis

从复杂的生物基质中高选择性识别和纯化靶蛋白是生命科学中的一个持续挑战。利用分子印迹策略，诸如牛血清白蛋白（BSA）、牛血红蛋白、溶菌酶等多种蛋白质已被成功作为模板分子，证明了多巴胺基聚合物在蛋白质分析中的广泛适用性。近期进展表明，MIPs在疾病诊断生物标志物的检测方面展现出显著潜力。例如，基于PDA的MIPs传感器已被开发用于高灵敏、高特异性地检测与癌症、心血管疾病、肾脏疾病等相关的关键蛋白质标志物。其工作原理通常是将分子识别事件转化为可测量的光学或电化学信号，实现了对复杂生物样品（如血清、尿液）中极低丰度目标物的分析。

Challenges and Future Perspectives

尽管多巴胺基分子印迹聚合物（DA-based MIPs）在生物医学与材料科学的交叉领域已成为一个突出的研究焦点，但其在多个方面仍需进一步改进和机理阐明。在制备方面，印迹结合位点的特异性仍需增强。虽然多巴胺丰富的官能团有助于多种分子相互作用，但这有时也会导致非特异性结合。未来的研究需要更精确地控制聚合过程，以形成更均一、更明确的印迹空腔。此外，聚合条件的控制（如pH、温度、溶解氧浓度）对PDA涂层的厚度、均匀性和最终性能有显著影响，需要建立更标准化和可重复的制备流程。聚合物的长期稳定性以及在复杂生物环境中的性能表现也是需要深入评估的方面。展望未来，下一代基于多巴胺的材料可能会与其它功能纳米材料（如贵金属纳米粒子、量子点、磁性纳米粒子）相结合，构建多功能平台，同时实现靶向识别、诊疗一体化和刺激响应性药物释放。对聚合机理的更深层次理解也将指导性能更优的新一代仿生识别材料的理性设计。

Conclusion

总之，多巴胺基分子印迹聚合物（DA-based MIPs）在分子识别领域展现出巨大潜力，在生物医学、环境监测和食品安全方面具有独特优势。其能够为特定生物标志物和病原体进行定制， coupled with their adaptability，使其成为精确可靠检测的强大工具。尽管已取得重大进展，但仍有一些挑战需要持续的研究关注。这些挑战包括进一步提高特异性、灵敏度和重现性，优化制备工艺以实现大规模生产，以及探索其在活体实时监测和临床诊断中的应用。解决这些挑战将释放DA-based MIPs的全部潜力，推动其在生命健康和生物技术领域的变革性应用。

CRediT authorship contribution statement

Ruilan Zhang: 评审-编辑，撰写-初稿，验证，调研，形式分析，概念化。 Zhihao Sun: 撰写-初稿，调研。 Chenxu Zhu: 验证，调研。 Meiping Zhao: 评审-编辑，撰写-初稿，监督，资源，项目管理，调研，资金获取，概念化。

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的研究工作。

Data availability

文章中未使用任何数据。

Declaration of Competing Interest

作者声明以下可能被视为潜在竞争利益的财务关系/个人关系：Meiping Zhao报告获得了国家自然科学基金（22374002, 22174005）的资助。其他作者声明不存在任何已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的研究工作。

Acknowledgements

作者感谢国家自然科学基金（22374002, 22174005）的资助。