中科大科學(xué)家發(fā)明新型手性分離膜
中科大劉波教授課題組利用二維層狀材料開發(fā)出一種手性分離膜,可以“抓住”左旋手性分子,“放過”右旋手性分子,分離效率高達(dá)89%,這一成果有望產(chǎn)業(yè)化。成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》上。
《西游記》中,六耳獼猴和孫悟空站在一起,上天入地都難以分辨,最后只有如來佛篩選出假悟空、真六耳,才保證了西行順利進(jìn)行。在生物分子中,也存在許多孫悟空和六耳獼猴難分彼此的情況,這就是所謂不同手性的同分異構(gòu)體(對映異構(gòu)體)。兩個(gè)分子的化學(xué)式一模一樣,只是空間結(jié)構(gòu)有差異,一種在空間上左旋,另一種是右旋。兩者的關(guān)系像是左右手,看起來一樣,卻不能重合。對映異構(gòu)體的效用有巨大差異,比如左旋氨氯地平能夠治療高血壓,右旋氨氯地平卻沒有效用。在生物制藥過程中,經(jīng)常會(huì)制備出手性同分異構(gòu)體,但我們所需要的只是其中一種手性分子,需要全部去除另外一種。
手性分離膜是當(dāng)前被寄予厚望的一種解決方案。目前制備手性分離膜,有聚合物和晶體材料兩種方案,但聚合物膜分離效率低,晶體材料又難以制備成膜。劉波課題組從二維層狀材料出發(fā),通過調(diào)控層間距并在層空間中引入手性位點(diǎn),開發(fā)出高度穩(wěn)定的手性分離膜。這種分離膜對不同的手性對映異構(gòu)體表現(xiàn)出非常明顯的選擇性,實(shí)現(xiàn)了亞納米尺度下對不同尺寸的物種進(jìn)行精準(zhǔn)篩分,從而在污水凈化、海水淡化等方面表現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力。
劉波介紹,實(shí)驗(yàn)室目前制備的手性分離膜是厘米級,團(tuán)隊(duì)正積極將薄膜尺寸向米級推進(jìn),以應(yīng)用于具有高醫(yī)藥附加值的手性藥物分子生產(chǎn)。(記者 桂運(yùn)安)
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