新型“分手”利器可高效分離手性分子

生物分子COF 1作為手性固定相用于手性拆分（南開大學供圖）

　　 化學界中，有一大類分子存在手性異構體，它們就像左右手，雖然看上去一模一樣，但完全不能重疊，這類分子被稱為“手性分子”。

　　一些藥物中的手性分子在生物活性、代謝過程和毒性等方面存在顯著差別，有的差異甚至如“治病”和“致病”這樣，是天壤之別。因此，如何更為經濟、高效、便捷地將手性分子的“左右手”分開，獲取其中有益部分，成為化學界競相攻關的課題。

　　南開大學藥學院研究員陳瑤課題組與該校化學學院教授張振杰、美國南佛羅利達大學教授馬勝前合作，利用生物分子誘導的策略設計合成了一類手性共價有機框架材料，并將其成功應用于多種藥物、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權，作為新型“分手”利器，它將大幅降低手性藥物的生產成本。相關研究結果日前在線發表于《德國應用化學》。

　　液相色譜技術是獲取手性分子單一構型對映體的重要手段之一，具有高手性分離性能的手性固定相是這一技術的關鍵。含有手性分子的混合物流經分離柱時，由于作用力大小不同，不同的異構體分別在不同的時間流出，進而實現手性分離的目標。

　　“簡單來說，液相色譜儀中的分離柱就像一個隧道。外觀、型號看起來完全一樣的汽車一起駛入，交警允許有牌照的汽車可以順利地快速通過，沒有牌照的就會因為被交警調查而落后通過。這樣，隧道出口先出現的都是有牌照的汽車，后出現的都是沒有牌照的汽車。”陳瑤說，這其中最關鍵的部分就是“交警”，也就是“手性固定相”，需要識別能力強、穩定且高效。

　　為創造高效的新型手性固定相，陳瑤課題組將一系列生物分子（溶菌酶、三肽、氨基酸）引入到共價有機框架材料（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，進而可應用于手性分子的拆分。

　　陳瑤表示，研究結果發現，通過新策略得到的BiomoleculeìCOF 1手性固定相性能明顯優于傳統吸附法固定生物分子得到的手性固定相性能。“隧道中，高效、敬業的‘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。”

　　進一步研究發現，COF1材料作為手性固定相具有優異的手性分離效果，可用于正相和反相等多種分離模式，分離度Rs均達到1.3以上。連續使用2個月，反復進樣120余次后，該材料仍具有和初始狀態一樣的分離效果。

　　“這一研究為發展高效、耐用型的手性固定相，及拓寬共價有機框架材料在手性分離、手性催化方面的應用提供了巨大的潛力。”陳瑤介紹，新材料具有完全自主知識產權，它的應用可大幅降低分離柱的造價，打破進口依賴，也將大大降低手性藥物的生產成本。