大环内酯类抗生素（Macrolide antibiotic,MA）占据着我国全部抗生素生产和使用量的很大比例,为了克服传统分离技术选择性较低或环境不友好的缺点,提高抗生素的分离纯化效率、降低工业废液中抗生素残留,设计并制备一种针对MA的高效分离介质用于该类抗生素的提取富集是十分有必要的。以目标分子为模板,采用分子印迹技术合成的聚合物称为分子印迹聚合物（MIP）,其对模板具有高效专一的识别能力,该材料已被广泛采用到分离纯化研究中。模板分子的性质,溶剂,功能单体、交联剂和配方的比例是重要的参数。传统的优化方法靠经验和试错往往消耗大量的资源,随着计算机技术的发展,量子化学计算逐渐被科学家采用来分析复合物的性质,比如计算模板-单体的结合能;分子动力学软件,如Materials Studio,已经被广泛用于材料的设计以及材料性能的评价。目前对分子印迹的模拟尚且停留在预组装阶段,尚有更大的开发空间。本文首先开发了一套完整的用于辅助设计MIP的分子模拟方法,从制备参数的选择到自组装体系的优化,印迹位点的构建,MIP模型的构造,最后到吸附模拟。分子模拟的研究使我们对分子印迹机理有了新的理解——预组装体系具有动态性、统计学概率分布特征。基于分子模拟辅助设计,选择合理的参数,本文制备了两种不同类型的大环内酯类抗生素分子印迹聚合物（MA-MIP）,并用于实际样品中选择性分离MA。对比非印迹聚合物（NIP）,借助透射电镜、动态光散射、傅里叶红外光谱、BET 比表面积和孔隙度分析等手段,对这几种聚合物的表面形态、粒径、官能团、比表面积和孔径进行了表征,并分析了这些参数带来的影响,研究MIPs的静态吸附和动态吸附性能。第一种为基于非共价键法的MA-MIP。针对一般的MA,设计以甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,采用可逆加成断裂链转移（RAFT）活性聚合法、加种沉淀聚合方式制备核-壳型聚合物。该MA-MIP具有吸附容量高、传质速率快、可重复实用性好的优点。研究发现,MA-MIP在最大印迹因子（IF）值为3.6时,其吸附量为106.5 mg/g,选择系数（α）值为3.3。其吸附类型可分为低亲和性和高亲和性二类结合位点,最大吸附量为高亲和力结合位点86.0mg/g,低亲和力结合位点的326.0 mg/g。利用分子印迹固相萃取层析技术,结合梯度洗脱的方式,可以实现有效地从泰乐菌素稀发酵液中提纯抗生素,并得到甲醇溶液中的结晶。第二种为针对含邻二羟基的MA设计的硼酸亲和型MA-MIP。首先本文基于密度泛函理论,分析了乙烯基苯硼酸与含邻二羟基的糖基在水溶液中形成的络合体系。设计以4-乙烯基苯硼酸（VPBA）和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEMA）为功能单体,以两种混合使用的交联剂EGDMA和亚甲基双丙烯酰胺（MBAA）来平衡亲疏水性,制备硼酸亲和型MA-MIP。该MA-MIP具有pH响应快、吸附容量大、在水环境中选择性强的优点。根据Scatchard分析法,MIP的高亲和力吸附量为74.3 mg/g,比NIP高出42.8 mg/g。MIP对模板的选择系数达7.3。分子印迹固相萃取一步法实验表明,MA-MIP能有效地从发酵液中提取MA,回收率75.6±5.6%,HPLC纯度80.5%。本文通过分子动力学模拟了印迹空腔与目标分子结合行为,研究推测两种功能单体的组合可以使印迹空腔具有pH响应性,并提高对模板的选择性。采用不同的聚合方法制备得到的聚合物的不同形态对吸附介质的吸附性能有着重要的影响。除了上述的加活性种子的沉淀聚合以外,基于原子转移自由基聚合法（ATRP）,本论文还提出一种新颖的用于制备多功能型核刷构型（Core@Brush）微球的方法。该构型的材料具有大量的易接触的吸附位点,更适合吸附生物大分子,基于稳定的铁离子金属螯合以及希夫碱结合反应的协同作用,可实现对β-酪蛋白超强的捕获能力,捕获量达2.0g/g以上。该制备方法有望应用于新型结构MIP的制备过程中,以提高MIP的性能。综上所述,本文利用分子模拟技术将分子结合力的强弱以可读的数据呈现,将难以观察的分子行为动态可视化,有效地辅助MIP的理性设计。基于对分子印迹技术新的理解,本文制备了上述两种高效的MA-MIPs,以及一种新型的多功能Core@Brush微球,并深入研究了各自的吸附机制,实现了对目标物质有效地提取、富集。本论文的研究一方面在分子印迹技术的理论研究上具有一定的科学价值,另一面在生物分离介质的制备上具有潜在的应用价值。