(記者李哲)南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點實驗室、藥學(xué)院陳瑤研究員課題組與化學(xué)學(xué)院張振杰教授,、美國南佛羅利達大學(xué)馬勝前教授攜手利用生物分子誘導(dǎo)的策略,,設(shè)計合成了一類手性共價有機框架材料,并成功地應(yīng)用于多種藥物,、氨基酸等小分子的手性分離,。該材料具有造價低,、效率高、普適性強等特點,,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),,作為新型“分手”利器,它將大幅降低手性藥物的生產(chǎn)成本,,打破進口依賴,。介紹該工作的論文日前在線發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)刊物《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
20世紀50年代末,,一種減緩女性妊娠反應(yīng)的藥物“反應(yīng)?!保ㄉ忱劝罚瑢?dǎo)致世界上誕生了1萬多名先天畸形兒(海豹肢),。后來,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“反應(yīng)停”中存在手性分子,,其中右手分子具有中樞鎮(zhèn)靜效果,,左手分子卻有致畸副作用。這是對“手性分子”認知不足的惡果,?;瘜W(xué)世界中,有一大類分子存在手性異構(gòu)體,,稱“手性分子”,。一些藥物中的手性分子的兩個鏡像異構(gòu)體存在生物活性、代謝過程,、毒性的顯著差別,,有的更是“治病”和“致病”的天壤之別。如何經(jīng)濟,、高效,、便捷地將手性分子的“左右手”分開,獲取其中有益部分,,成為化學(xué)界競相攻關(guān)的課題,。
目前,液相色譜技術(shù)是獲取手性分子單一構(gòu)型對映體的重要手段之一,,而具有高手性分離性能的手性固定相是這一技術(shù)的關(guān)鍵,。“簡單來說,,液相色譜儀中的分離柱就好像一個隧道,,外觀、型號看起來完全一樣的汽車一起駛?cè)耄信普盏钠?,交警就可以讓其順利地快速通過,,沒有牌照的就會因為被交警調(diào)查而落后通過。這樣,,隧道另一端先出現(xiàn)的就都是有牌照的汽車,,后出現(xiàn)的都是沒有牌照的汽車了?!标惉幷f,,這其中最關(guān)鍵的部分就是“交警”,也就是“手性固定相”,,需要識別能力強,、穩(wěn)定且高效。生物分子(如酶,、肽段,、氨基酸等)由于其本身固有的手性結(jié)構(gòu)及其兩親性、兩性離子性等特點,,可以用于多種手性分子的識別,,但穩(wěn)定性差。而新興的多孔框架材料——共價有機框架材料(COFs),,具有高比表面積,、較高孔道率、孔徑規(guī)則并容易調(diào)控,、結(jié)構(gòu)靈活,、易于功能化等特性,并具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性,。
經(jīng)過一系列技術(shù)攻關(guān),,陳瑤課題組成功將一系列生物分子(溶菌酶、三肽,、氨基酸)引入到COFs材料中,,非手性COFs通過繼承生物分子的手性特征從而變成手性COFs,進而可應(yīng)用于手性分子的拆分,?!斑@就等于有了隧道中高效、敬業(yè)的‘交警’——一種新型的高效液相色譜手性固定相被我們合成出來了,?!标惉幷f,?!斑@一研究為發(fā)展高效、耐用型的手性固定相,以及拓寬共價有機框架材料在手性分離,、手性催化方面的應(yīng)用提供了巨大的潛力,。”
20世紀50年代末,,一種減緩女性妊娠反應(yīng)的藥物“反應(yīng)?!保ㄉ忱劝罚瑢?dǎo)致世界上誕生了1萬多名先天畸形兒(海豹肢),。后來,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“反應(yīng)停”中存在手性分子,,其中右手分子具有中樞鎮(zhèn)靜效果,,左手分子卻有致畸副作用。這是對“手性分子”認知不足的惡果,?;瘜W(xué)世界中,有一大類分子存在手性異構(gòu)體,,稱“手性分子”,。一些藥物中的手性分子的兩個鏡像異構(gòu)體存在生物活性、代謝過程,、毒性的顯著差別,,有的更是“治病”和“致病”的天壤之別。如何經(jīng)濟,、高效,、便捷地將手性分子的“左右手”分開,獲取其中有益部分,,成為化學(xué)界競相攻關(guān)的課題,。
目前,液相色譜技術(shù)是獲取手性分子單一構(gòu)型對映體的重要手段之一,,而具有高手性分離性能的手性固定相是這一技術(shù)的關(guān)鍵,。“簡單來說,,液相色譜儀中的分離柱就好像一個隧道,,外觀、型號看起來完全一樣的汽車一起駛?cè)耄信普盏钠?,交警就可以讓其順利地快速通過,,沒有牌照的就會因為被交警調(diào)查而落后通過。這樣,,隧道另一端先出現(xiàn)的就都是有牌照的汽車,,后出現(xiàn)的都是沒有牌照的汽車了?!标惉幷f,,這其中最關(guān)鍵的部分就是“交警”,也就是“手性固定相”,,需要識別能力強,、穩(wěn)定且高效。生物分子(如酶,、肽段,、氨基酸等)由于其本身固有的手性結(jié)構(gòu)及其兩親性、兩性離子性等特點,,可以用于多種手性分子的識別,,但穩(wěn)定性差。而新興的多孔框架材料——共價有機框架材料(COFs),,具有高比表面積,、較高孔道率、孔徑規(guī)則并容易調(diào)控,、結(jié)構(gòu)靈活,、易于功能化等特性,并具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性,。
經(jīng)過一系列技術(shù)攻關(guān),,陳瑤課題組成功將一系列生物分子(溶菌酶、三肽,、氨基酸)引入到COFs材料中,,非手性COFs通過繼承生物分子的手性特征從而變成手性COFs,進而可應(yīng)用于手性分子的拆分,?!斑@就等于有了隧道中高效、敬業(yè)的‘交警’——一種新型的高效液相色譜手性固定相被我們合成出來了,?!标惉幷f,?!斑@一研究為發(fā)展高效、耐用型的手性固定相,以及拓寬共價有機框架材料在手性分離,、手性催化方面的應(yīng)用提供了巨大的潛力,。”