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            復旦大學孔彪課題組開發超組裝手性異質薄膜篩分器件
            復旦大學化學系 / 時間:2022-07-15 10:36:18

            復旦大學7月14日訊:《Science》125周年創刊特刊將“為什么生命需要手性”列為第5個最具挑戰性的科學問題,其重要性可見一斑。目前市售超過50%的藥物在其結構中至少有一個手性中心,同一藥物的對映異構體具有相同的物理化學性質,但可能在藥代動力學,藥效學和毒性方面產生不同,甚至相反的作用。這使得單一手性的分子在生物以及醫藥領域有著廣泛的需求。然而,如何高效分離兩組互為手性的分子仍是目前分子篩分研究領域的一大挑戰。目前主流的手性分離技術依賴于色譜,但這種方法成本高且耗時。膜分離技術具有效率高,成本低且可規?;葍瀯?,使其在手性分離領域有著廣泛的應用前景。

            近日,復旦大學孔彪研究員課題組報道了一種新穎的通過超分子自組裝以及界面超組裝方法制備具有單一構型手性表面的異質薄膜器件。該器件表現出優異的陽離子選擇性以及手性篩分性能,同時,該器件具有較高的pH響應手性篩分性能,在酸性到堿性環境的轉換中,均可以有效實現手性篩分。

            該工作開發了流體定向誘導的界面超組裝策略,利用超分子葉酸作為模板,充分利用了前驅體與模板劑之間的多重、多種弱相互作用力(如氫鍵、親疏水、π-π堆積等作用力)和自組裝性質,通過手性轉錄機制,將手性模板轉錄至孔道內表面,進而得到具有二維六方結構且孔道高度有序以及手性均一的納米結構材料;依次通過酸洗以及空氣焙燒步驟,所得手性介孔材料表現為負電性,通過超組裝機制將其進一步與帶有正電荷的陽極氧化鋁陣列結合,該異質結構手性薄膜器件具備組成成分,電荷,以及孔徑分布不對稱等特性。因此,該手性異質薄膜可以作為一種智能器件用于手性藥物的識別與分離。

            在該工作中,孔彪教授團隊開發了一種新穎的超組裝手性異質薄膜構筑策略,并首次提出耦合加速篩分機制,該異質薄膜器件可同時實現高靈敏度離子以及手性分子的智能篩分。

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            1. CMS/AAO異質結構薄膜器件的手性篩分性能

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            2. CMS/AAO異質結構薄膜器件手性篩分機理探究

            相關研究工作日前以“Super-Assembled Chiral Mesostructured Hetero-membranes for Smart and Sensitive Couple-Accelerated Enantioseparation“為題發表于化學旗艦期刊Journal of the American Chemical Society上,并被選為封面作為亮點報道,該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的支持。課題組成員黃亞楠博士為論文的第一作者。

            全文鏈接:https://doi.org/10.1021/jacs.2c04862


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