截至2018年底，新疆的棉花產量已占我國棉花產量的90%，棉花是新疆最具特色，也是最為豐富的資源之一。棉酚作為棉花中的主要有毒物質，存在于棉花植株的各個部位，尤其以成熟的棉籽中為最多，因此限制了棉籽的利用，因此一直以來，開發新的棉籽蛋白脫酚工藝是研究者們關注的重要課題。目前，分離或脫除棉籽中棉酚的方法主要有水熱處理法、旋液分離法、膨化脫毒法、吸附法、化學鈍化法、溶劑浸出法、微生物發酵法等，常用的溶劑浸出法存在的問題主要是溶劑揮發損失，溶耗高，能耗高等問題。因此，研究開發棉酚識別和吸附能力的新型功能材料具有重要的意義。同時，近年來有研究表明棉酚具有一定的抗腫瘤活性、抗病毒和抗寄生蟲活性、抗氧化活性和抗炎活性，因此開發基于棉酚的新型藥物設計也是十分有意義的工作。
圍繞上述關鍵科學和技術問題，中國科學院新疆理化技術研究所資源化學研究室張亞剛研究員團隊基于分子識別的原理，采用分子印跡的方法，開展了一系列的研究工作并取得了重要進展。
在前期的研究工作中，采用本體聚合的方法，研究人員設計開發了一種對棉酚具有高吸附容量和選擇性的分子印跡聚合物(Journal of Molecular Recognition)。研究人員還采用表面印跡的策略制備了棉酚分子印跡聚合物，并考察了載體硅膠的形狀和尺寸對印跡效果的影響。(Materials, 2018, 11, 777; 1-16, doi:10.3390/ma11050777)
針對國內外研究棉酚的文獻中多提及棉酚穩定性差，遇光、水、熱和空氣容易氧化變質的問題，研究人員通過光譜學的方法首次深入系統地研究了棉酚的穩定性，回答了有關棉酚穩定性重要的科學問題(Molecules,https://www.mdpi.com/1420-3049/24/7/1286)。
近日，張亞剛研究員團隊采用三種不同的印跡策略：本體聚合、以硅膠作為載體的表面印跡和溶膠-凝膠法，制備了棉酚分子印跡聚合物，并對三種方法制備的分子印跡聚合物的識別和吸附性能、選擇性及每種方法的優缺點進行了系統地比較。結果顯示，本體聚合發制備的材料吸附容量高，選擇性好，而表面印跡法則有更快的吸附動力學，相關研究成果已于近期發表在國際刊物 Polymers上。
本體聚合、表面分子印跡、溶膠凝膠法制備棉酚分子印跡聚合物的比較
相關研究成果已申報2項中國發明專利并獲得授權：一種棉酚分子印跡聚合物的制備方法.發明專利 : CN201610281786.8，一種苯砷酸類分子印跡聚合物的制備方法.發明專利 : CN201610125968.6。研究工作受到國內外廣泛關注，張亞剛研究員多次受邀在2015年中國藥物化學學術會議暨第五屆中英藥物化學學術會議、2016年第9屆國際分子印跡大會、2018年第十四屆中美華人化學教授會議等國際、國內重要學術會議上作邀請報告。研究成果為新型棉籽蛋白脫酚工藝、基于棉酚的新型藥物設計和棉酚的資源化利用打下了理論基礎。該研究工作得到國家自然科學基金、千人計劃、新疆天山英才等項目的支持。
