聚氨基酸聚合物整体柱的制备及其氨基酸手性配体交换毛细管电泳分析

In this work, a polymerization technique for obtaining poly(amino acids) polymeric monolith will be studied. Meanwhile, the analytical methods of chiral ligand exchange capillary electrophoresis (CLECE) will be developed with the novel poly(amino acids) as the ligands for enantioseparation of amino acids. The investigation will include: (1) evaluating the synthesis methods for getting new amino acid-based monomers; (2) investigating the polymerization technique for obtaining poly(amino acids) polymeric monolith with the prepared amino acid monomers; (3) designing and constructing a capillary electrochromatographic system with the poly(amino acids) polymeric monolith for enantioseparation of amino acids. The CLECE method will be explored with the poly(amino acids) as the ligands and the mechanism of CLECE will be studied; (4) employing the CLECE system to establish the analytical methods for enzyme kinetics study and for enzyme inhibitors screening. This explorative work will provide new strategy for study of poly(amino acids) polymeric monolith polymerization technique and CLECE technique. Moreover, this research will expand the application fields of poly(amino acids) polymers and capillary electrophoresis in bio-analytical chemistry.

聚氨基酸聚合物的合成及手性毛细管电泳技术均是目前分析化学的研究热点，也是我国特别重视的研究课题，但聚氨基酸基质聚合物整体柱的制备方法及手性配体交换毛细管电泳（CLECE）分析方法急待突破。本申请拟合成新型聚氨基酸聚合物并以其作为CLECE的配体，以氨基酸对映体为研究对象，发展基于聚氨基酸的聚合物合成新技术，建立手性氨基酸的CLECE分析新方法，包括：1)发展氨基酸功能性单体的合成新技术；2）建立聚氨基酸基质聚合物整体柱的制备方法；3）构建基于聚氨基酸聚合物配体的CLECE分析新方法；探索其手性分离机理；4）发展与手性氨基酸相关的酶反应动力学分析及酶抑制剂筛选新方法，并进一步探索手性氨基酸、酶与相关疾病的关系。若拟研究的方法能取得一些突破，将会为聚氨基酸聚合物的合成、CLECE研究、CLECE机理研究及酶学研究提供新的方法和技术，并会促进聚氨基酸聚合物研究与毛细管电泳技术研究领域的交叉发展。

发展了氨基酸功能性单体、氨基酸聚合物及聚氨基酸整体柱的合成与表面修饰技术，构建了基于聚氨基酸的手性配体交换毛细管电泳（CLE-CE）分析系统，实现了氨基酸对映体的良好分离，探讨了其分离机理；发展了智能嵌段聚合物的合成制备方法，构建了系列多孔膜型酶反应器，结合CLE-CE分析技术，探索了基于聚合物刺激响应特性的纳米限域效应对氨基酸底物酶解效率的影响；发展了氨基酸氧化酶酶抑制剂筛选的CLE-CE新方法，促进了聚合物与CE研究领域的交叉发展。发表SCI论文18 篇（8篇IF>5，9篇5>IF>3），获专利授权1项，参加国内外学术会议并作邀请报告11次及分组3人次；获中国分析测试协会科学技术奖（CAIA）一等奖1项。.具体创新点：①发展了氨基酸功能性单体、氨基酸聚合物及聚氨基酸整体柱的合成制备新技术；②构建了基于聚氨基酸配体的CLE-CE分析系统；探索了氨基酸对映体手性分离CLE-CE机理；③结合活性可控自由基聚合技术，实现了刺激-响应聚合物的可控制备；结合所发展的CLE-CE分析方法及所构建的聚合物多孔膜型酶反应器，通过改变环境条件，实现了对氨基酸底物高效酶解的调控；揭示了纳米孔限域效应是氨基酸氧化酶酶解效率大幅提升的关键；④发展了氨基酸氧化酶酶抑制剂筛选的CLE-CE新方法，探索了手性氨基酸、氨基酸氧化酶酶与相关疾病的关系。