中科大科学家发明新型手性分离膜
中科大刘波教授课题组利用二维层状材料开发出一种手性分离膜,可以“抓住”左旋手性分子,“放过”右旋手性分子,分离效率高达89%,这一成果有望产业化。成果发表在最新一期《自然·通讯》上。
《西游记》中,六耳猕猴和孙悟空站在一起,上天入地都难以分辨,最后只有如来佛筛选出假悟空、真六耳,才保证了西行顺利进行。在生物分子中,也存在许多孙悟空和六耳猕猴难分彼此的情况,这就是所谓不同手性的同分异构体(对映异构体)。两个分子的化学式一模一样,只是空间结构有差异,一种在空间上左旋,另一种是右旋。两者的关系像是左右手,看起来一样,却不能重合。对映异构体的效用有巨大差异,比如左旋氨氯地平能够治疗高血压,右旋氨氯地平却没有效用。在生物制药过程中,经常会制备出手性同分异构体,但我们所需要的只是其中一种手性分子,需要全部去除另外一种。
手性分离膜是当前被寄予厚望的一种解决方案。目前制备手性分离膜,有聚合物和晶体材料两种方案,但聚合物膜分离效率低,晶体材料又难以制备成膜。刘波课题组从二维层状材料出发,通过调控层间距并在层空间中引入手性位点,开发出高度稳定的手性分离膜。这种分离膜对不同的手性对映异构体表现出非常明显的选择性,实现了亚纳米尺度下对不同尺寸的物种进行精准筛分,从而在污水净化、海水淡化等方面表现出较大的应用潜力。
刘波介绍,实验室目前制备的手性分离膜是厘米级,团队正积极将薄膜尺寸向米级推进,以应用于具有高医药附加值的手性药物分子生产。(记者 桂运安)
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