手性分离新原理新装置研究

手性是自然界的本质属性之一，与生命起源密切相关。生命体中许多生物学活性是通过严格的手性匹配的分子识别来实现的。此外，合成手性药物中不同旋光异构体的作用是不同的，一个对映体有疗效作用，另一个可能疗效很低或无疗效，甚至有副作用。因此，手性对映体的有效拆分对于生命分析化学和医药研发都具有非常重要的意义。然而，目前尚无很通用的手性分离分析方法。本项目基于手性异构体不同的旋光性质和生物作用，通过构建不同的旋光环境以实现光学拆分，借助新型纳米材料的手性选择性和纳米科学的最新成果，采用原位光谱和原位质谱的检测手段，发展基于新原理的手性分离分析新装置，从而为生命起源、药物开发、疾病治疗等方面的研究提供新的手段。拟解决的主要科学问题是：(1)不同光学异构体在不同旋光环境中的性质和行为；(2)纳米材料表面的手性识别原理；(3) 手性分离分析新装置。项目成果有望成为手性起源和重大疾病诊断的关键技术。

本项目为发展手性分离分析新原理和新装置，构建了一套可实现原位检测的敞开式常压实时直接分析质谱(DART-MS)装置；合成了两种具有手性选择性的金属有机骨架材料，获得了较高的ee值；发展了等离子体辅助多波长激光解吸附离子化（PAMLDI）技术、常压敞开式基质辅助激光解吸附离子化（SALDI）技术和基于PAMLDI-MS的常压敞开式质谱成像新技术；基于DART-MS发展了两种可用于手性分离分析的联用新方法和两种快速检测方法；初步搭建了可与质谱同时检测的荧光检测系统。项目执行期间发表SCI收录的论文13篇（均标注了该项目），其中5篇分别发表在TrAC、Anal Chem和Chem Comm等刊物上。这些成果促进了常压敞开式质谱的研究，所建立的装置和方法有很好的应用前景。项目的执行共培养了博士研究生9名，项目组一名主要成员获得了自然科学基金优秀青年基金的资助。总之，基本完成了项目预订的研究任务。.项目执行期间，主持人应邀担任Journal of Separation Science副主编，以及Analytical Chemistry编委，参加了多次国内外学术会议，并作大会报告或邀请报告。