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全球首次使用物理方法高效分离手性物质

指桑骂槐网2024-04-13 04:09:17【热点】3人已围观

简介科技日报记者代小佩清华大学精密仪器系欧阳证教授、周晓煜副教授等研究人员发现,利用电场诱导离子的定向旋转,可实现手性物质高效分离和结构分析,这是全球首次使用物理方法分离手性物质。相关成果2月9日发表于《

科技日报记者 代小佩

清华大学精密仪器系欧阳证教授、全球周晓煜副教授等研究人员发现,首次使用手性利用电场诱导离子的物理物质定向旋转,可实现手性物质高效分离和结构分析,法分离这是高效全球首次使用物理方法分离手性物质。相关成果2月9日发表于《科学》期刊。全球 

手性是首次使用手性指一种物质不能与其镜像相重合的特性 ,比如左手与右手互为镜像但又不完全相同。物理物质手性物质与其镜像合称为手性对映体。法分离手性在自然界广泛存在,高效比如氨基酸、全球单糖和核苷酸等都具有手性。首次使用手性以氨基酸为例,物理物质每一种氨基酸都有L-氨基酸和D-氨基酸这一对手性对映体。法分离 

在生命体内,高效手性物质与其镜像不会同等存在。比如,相比D-氨基酸,L-氨基酸在生命体中占绝大多数。为了不破坏生命体这种高手性纯度环境,在化学小分子药物研发中,至关重要的步骤就是对手性物质分离,并研究清楚各手性对映体的药物作用及副作用,再“揪出”人体不能接受的手性物质。20世纪50年代,镇静药物沙利度胺投入使用,由于未做过手性物质分离,该药物导致全球1万多例新生儿畸形。 

多数化学小分子药物都存在手性对映体,因而在研发时需要进行手性物质分离和纯化。然而,手性对映体的化学和物理性质高度相似,就像一对非常相似的双胞胎,分离难度很大。目前,分离手性物质依赖高手性纯度化学环境,这导致合成和筛选药物的周期长、成本高、效率低。

为了分离手性物质,上述研究人员先把生物分子变成离子,接着用电场把离子悬浮在一个小型质谱仪中。然后,施加辅助电场诱导离子定向旋转,同时让它们一边运动一边与周围的中性分子碰撞,使得手性对映体各自运动轨迹发生改变,从而实现手性物质分离。

据介绍,研究团队只需要纳克级的样品就能在1分钟内对药物分子进行手性纯度定量和分子结构分析。“其他分析方法需要的样品量是我们的1000倍,而且流程复杂。”周晓煜说,“使用质谱方法分析手性物质更加快速、简易、普适,而且灵敏度高。” 

这项研究还有助于深入理解生命起源。欧阳证解释道:“以前人们对于生命体中高手性纯度化学环境的来源并不清楚,现在我们的研究证明,这有可能在特定物理条件下产生。”

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