一種基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法，以聚碳酸酯膜（PC）為模板，采用化學沉積法制備金（Au）納米通道膜，利用Au-S鍵作用將L-半胱氨酸（L-Cys）修飾在Au納米通道中，得到有手性位點選擇性的納米通道。由于修飾物L-半胱氨酸對D-青霉胺（D-Pen）有選擇性吸附作用，而對L-青霉胺（L-Pen）有排斥作用，在含D-Pen和L-Pen的混合溶液中，L-青霉胺可優(yōu)先通過修飾了L-半胱氨酸的納米通道，利用這種性質(zhì)實現(xiàn)青霉胺對映體的完全分離。本發(fā)明的方法分離青霉胺對映體，裝置簡單，操作簡便易行，具有較好的應用前景。
【專利說明】一種基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領域和納米【技術領域】，具體地說，是一種基于納米通道膜材料膜的制備及手性分子的分離技術。
【背景技術】
[0002]納米通道技術作為生物納米技術研究的重要內(nèi)容之一和新的生長點，為有機物質(zhì)和生物組分的有效分離和檢測提供了一個新的手段。納米通道技術涉及到的學科包括分子生物學、生物化學、電子學、材料科學和信息學等多個學科。
[0003]金納米通道由于Au原子能與很多物質(zhì)共價結合的特殊性質(zhì)，可以將不同性質(zhì)的化學或生物物質(zhì)修飾在通道內(nèi)，大大的增強了納米通道的選擇性，并且納米通道的孔徑簡單可控，使其在物質(zhì)分離與傳感方面具有很高的應用前景。
[0004]手性是自然界的特征之一，是一切生命的基礎，現(xiàn)代人類對疾病的抵抗主要依賴于藥物，很多重要的藥物都是手性物，因此生命現(xiàn)象依賴于手性的存在和手性的識別。手性分子是具有對映異構體的外消旋混合物，它們在結構上、物理化學性質(zhì)上極其相似，但是在藥力、毒性方面卻存在很大的差異。有的藥物是具有L型和D型的外消旋體，兩者在人體內(nèi)的活性差異很大，因此研究新的對映體藥物的拆分方法對人類健康，社會發(fā)展具有很深遠的意義。如沙利多胺(又名反應停，thalidomide)是一種鎮(zhèn)靜劑,其有效成分是R-異構體，而S-異構體卻有強烈的胎兒致畸作用。正是由于手性藥物一對對映體的生物活性往往具有很大的差異，目前國內(nèi)外發(fā)展的趨勢是生產(chǎn)和使用光學純藥物。目前主要有以下三種方法獲得單一對映體的手性化合物:手性源合成法、不對稱合成法、外消旋體拆分法、化學拆分法、酶或微生物法、色譜拆分法。
[0005]常用分離手性對映體的方法主要有高效毛細管電泳(HPCE)法、高效液相色譜(HPIC)法、薄層色譜(TLC)法和氣相色`譜(GC)法等。但是這些方法檢測復雜、費時，儀器不易攜帶，在連續(xù)監(jiān)測及現(xiàn)場測定中受到限制。因此，快速準確而有效的分離、分析手性對映體組分在當代藥物化學、農(nóng)業(yè)化學、食品化學和生物化學等領域的研究中具有非常重要的意義，對于進一步了解生命活動的本質(zhì)也具有重要的意義。
[0006]納米通道對其分離研究還比較少，本專利嘗試基于金納米通道膜技術，將納米通道技術與對映體拆分結合，對對映體的拆分進行新的探索，實現(xiàn)手性藥物的分離與測定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于發(fā)明基于功能性的金納米通道陣列實現(xiàn)手性藥物青霉胺對映體的分離方法，提供手性物質(zhì)分離的新方法。
[0008]本發(fā)明的技術方案為:
[0009]一種基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法，其特征在于，包括以下步驟:[0010](I) Au納米通道陣列:
[0011]聚碳酸酯膜在無水甲醇中清洗干凈，將清洗后的聚碳酸脂膜浸入SnCl2溶液，在浸泡過程中不斷搖動溶液；在N2氣保護下將膜浸入Ag (NH3)2+溶液中，清洗干凈，浸入鍍金溶液，取出洗凈，用硝酸浸泡10-12h，干燥后得到Au納米通道陣列；
[0012](2) L-半胱氨酸修飾Au納米通道陣列:
[0013]將Au納米通道浸入L-cys溶液中，浸泡過程中持續(xù)通入N2氣，修飾物通過巰基自組裝到Au的表面，修飾后的Au納米通道在空氣中晾干即得到L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜；
[0014](3)分離青霉胺對映體:
[0015]將L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜置于U形池的進樣池和透過池之間，在進樣池中加入青霉胺對映體溶液，透過池中放入等體積的水,維持兩邊液體高度一致,對青霉胺對映體進行分離。
[0016]本發(fā)明將L-半胱氨酸通過Au-S鍵修飾金納米通道孔壁上，由于青霉胺對映體與L-半胱氨酸的作用力(立體選擇性)不同，L-半胱氨酸對D-青霉胺有選擇性吸附作用，對L-青霉胺有排斥作用，而且吸附作用比排斥作用強；本發(fā)明的方法分離青霉胺對映體，裝置簡單，操作簡便易行，具有較好的應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1納米通道膜分離遷移裝置示意圖。
[0018]圖2納米通道的場效應掃描電鏡(FESEM)圖，其中a為內(nèi)徑為50nm的PC膜未沉積金的納米通道膜FESEM圖，b為內(nèi)徑為50nm的PC膜為基底的沉積金5h后得到的金納米通道膜FESEM圖，通過比較可以發(fā)`現(xiàn)，金納米粒子均勻的分布在膜內(nèi)。
[0019]圖3A為10_3mol/L青霉胺對映體在修飾前的納米通道內(nèi)的遷移量隨時間變化；圖3B為10_3mol/L青霉胺對映體在功能化的金納米通道內(nèi)的遷移量隨時間變化。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實例，進一步闡述本發(fā)明。應該指出的是，這些實例僅用于說明本發(fā)明而不限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明描述的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0021]下列實例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，如操作手冊，或按照制造廠商所建議的條件。
[0022]實施例:
[0023]( I)金納米通道膜的制備
[0024]采用化學沉積法，在內(nèi)徑為50nm聚碳酸酯膜上沉積金。具體過程為:將聚碳酸酯膜浸入無水甲醇中，超聲震蕩5min，以洗去基膜上吸附的雜質(zhì)并將膜活化；清洗后的聚碳酸脂膜浸入SnCl2溶液45min，并且在浸泡過程中不斷輕微搖動溶液使Sn2 +均勻地吸附在基膜及膜孔表面；在N2氣保護下將膜浸入Ag (NH3)2+溶液中l(wèi)Omin，用甲醇洗3次，再用水洗3次，浸入濃度為7.9X10 —3mol/L鍍金溶液(pH = 10.0)中。在4°C下鍍金，取出用水洗3次，用25%HN03浸12h,最后吹干或者晾干后得到Au納米通道陣列，備用。
[0025](2) L-半胱氨酸的修飾
[0026]將Au納米通道浸入濃度為l(T3mol/L的L_cys溶液中24h,浸泡過程中持續(xù)通入N2氣。修飾物通過巰基自組裝到Au的表面，修飾后的Au納米通道在空氣中晾干即得到孔道內(nèi)部有修飾物的納米通道。
[0027](3)分離裝置
[0028]以功能化的金納米通道膜作為分離載體，采用U型池(材料為聚四氟乙烯，圖1)作為青霉胺對映體分離的裝置，將膜置于流通池的中間，膜的有效透過面積為0.196cm2(由裝置中O形孔的面積決定)在進樣池中加入待測溶液，透過池中放入等體積的水，維持兩邊
液體高度一致。
[0029](4)青霉胺對映體分離效果的測定方法
[0030]將L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜置于U形池的進樣池和透過池之間，在進樣池中加入l(T3mol/L青霉胺對映體溶液，透過池中放入等體積的水,維持兩邊液體高度一致，滲透規(guī)定時間后，用旋光儀測定透過池中D-青霉胺和L-青霉胺含量。
[0031]圖3為D-青霉胺和L-青霉胺濃度隨過膜時間變化關系圖。作滲透池中D-青霉胺和L-青霉胺濃度隨時間變化曲線，所得直線斜率之比定義為兩種待測物的分離度。
[0032]D-Pen和L-Pen的分離度S定義為:
[0033]S-KL_Pen/KD_Pen`[0034]其中為L-Pen的過膜速率，KD_Pen為D-Pen的過膜速率。
[0035]實驗得到分離度為4.3，表明青霉胺對映體與L-半胱氨酸的作用力(立體選擇性)不同而導致其在納米通道中的遷移速率不同，利用這種性質(zhì)可以實現(xiàn)青霉胺對映體的完全分離。
[0036]以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應該局限于該實施例所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的原理下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)Au納米通道陣列: 聚碳酸酯膜在無水甲醇中清洗干凈，將清洗后的聚碳酸脂膜浸入SnCl2溶液，在浸泡過程中不斷搖動溶液；在N2氣保護下將膜浸入Ag (NH3) 2 +溶液中，清洗干凈，浸入鍍金溶液，取出洗凈，用硝酸浸泡10-12h，干燥后得到Au納米通道陣列； (2)L-半胱氨酸修飾Au納米通道陣列: 將Au納米通道浸入L-cys溶液中，浸泡過程中持續(xù)通入N2氣，修飾物通過巰基自組裝到Au的表面，修飾后的Au納米通道在空氣中晾干即得到L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜； (3)分離青霉胺對映體: 將L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜置于U形池的進樣池和透過池之間，在進樣池中加入青霉胺對映體溶液，透過池中放入等體積的水，維持兩邊液體高度一致，對青霉胺對映體進行分離。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法，其特征在于，步驟(1)中鍍金溶液的濃度為7.9 X 10 — 3mol/L, pH=10.0。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法，其特征在于，步驟(1)中硝酸的質(zhì)量濃度為25%。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于功能化的金納米通道分離手性藥物青霉胺對映體的方法，其特征在于，步驟(2)中L -cys溶液的濃度為10_3mOl/L。
【文檔編號】C07C323/58GK103880721SQ201410079206
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權日:2014年3月5日
【發(fā)明者】黃杉生, 楊樂樂, 馬騰飛, 高佩怡, 楊玲, 郭倩瓊 申請人:上海師范大學