Công nghệ polyme in phân tử (MIP) là một kỹ thuật cho phép chế tạo đầu thu sinh học nhân tạo. Công nghệ này được nghiên cứu và phát triển với mục đích ban đầu nhằm thay thếcác đầu thu sinh học dựa trên các cơ chếtương tác của enzyme với cơ chất hay các cơ chếtương tác kháng nguyên-kháng thể trong một sốtrường hợp đặc thù. Để phát triển và hoàn thiện công nghệ MIP, nhiều bí mật về hệ thống miễn dịch cũng như các phản ứng miễn dịch và các cơ chế tương tác sinh học đã được các nhà nghiên cứu làm sáng tỏ.
Trong các tương tác sinh học như tương tác giữa các cặp kháng nguyên-kháng thể hay tương tác giữa enzyme và cơ chất của nó, tính đặc hiệu, độ chọn lọc của các tương tác này phụ thuộc mạnh không những vào sốlượng và độ mạnh yếu của các liên kết mà còn liên quan chặt chẽđến cấu trúc ba chiều của các protein. Về bản chất, kháng thể hay các enzyme là các phân tửprotein có kích thước lớn, được tạo thành từ các chuỗi amino axit mạch dài mà trình tự sắp xếp của chúng được quy định bởi mã gen. Một số chuỗi protein phức còn chứa thêm các gốc đường, lipid hoặc các nhóm photphat đểđảm nhiệm các chức năng khác nhau trong cơ thể. Chính vì đặc tính phức tạp về cấu trúc hình dạng này của kháng nguyên kháng thểvà enzyme nên các tương
15
tác của chúng rất đa dạng, không trùng lặp, có độđặc hiệu và tính chọn lọc cao đối với nhóm chức sinh học cũng như các chất hoá học [38].
Chính vì vậy, các tương tác sinh học giữa kháng - nguyên kháng thểhay các tương tác tương tựđã giúp các nhà khoa học sáng tạo ra nhiều kỹ thuật mới trong sinh học, hóa học (phân tích) và y học. Các nhà khoa học đã ứng dụng những hiểu biết trong lĩnh vực này để phát triển các công thức tiêm chủng, các công cụ phân tích mới (ví dụ, xét nghiệm miễn dịch, sắc ký kháng nguyên-kháng thể (immunoaffinity chromatography), cảhai đều dựa trên kháng thể cốđịnh) hoặc các cách tiếp cận mới trong việc tổng hợp và xúc tác (ví dụ dựa trên kháng thể xúc tác). Tuy rằng các kết quảđạt được rất khảquan nhưng họ cũng đã sớm nhận thấy những hạn chế của các phương pháp mới. Hầu như tất cả các vật liệu sinh học được sử dụng cho thấy các vấn đề về khảnăngổn định trong các môi trường có điều kiện cực đoan về nhiệt độ hoặc độ pH hay trong các dung môi hữu cơ hay các quá trình tiêu hóa bằng vi sinh vật và tác nhân phân hủy nói chung. Do đặc tính sinh học vượt trội của kháng nguyên- kháng thể nên chúng dễ bị phân hủy trong các môi trường cực đoan dẫn đến hạn chế ngăn ứng dụng trong một số trường hợp. Thêm nữa, các vật liệu sinh học tự nhiên này còn rất đắt đỏ, thời gian sống ngắn, cần các điều kiện bảo quản phức tạp và khắt khe nên khảnăng linh động trong ứng dụng rất hạn chế [40]-[42]. Ngoài ra, chúng ta cũng không thể chế tạo ra các kháng thểđể chống lại các chất độc cũng như các chất ức chế miễn dịch do ảnh hưởng bất lợi của chúng lên cơ chế phản ứng miễn dịch [42]. Công nghệ MIP ra đời chính là để giải quyết những hạn chế này của các tương tác sinh học tự nhiên. Về cơ bản, công nghệ MIP vẫn giữ nguyên các nguyên tắc đặc trưng sinh học nhưng phương pháp lại được thực hiện hoàn toàn bằng phương pháp hoá học.