基于金纳米的毛细管整体柱手性拆分体系的研究文献综述

 2022-12-22 19:48:00

众所周知,手性药物的不同对映体对生物体的作用可能有不同的生理特性,如何对映分离外消旋体是药学领域的研究热点。毛细管电色谱(CEC)是一种非常有用的混合微分离技术,具有高效、高选择性的优点,并且缩短了分析时间,降低了试剂消耗。毛细管电泳的一个重要组成部分是熔融石英毛细管柱,通过改变载体形式,它能有效地分离小分子或外消旋药物。根据固定相的形式,毛细管柱可分为整体柱、填充柱和开管柱。其中,聚合物整体柱已广泛应用于对映体分离领域。这是由于其可用于柱内制备、较强的pH耐受性、可接受的物理压力和多种化学改性。

尽管具有上述优点,普通载体的耐用性并不十分令人满意。随着时间的推移,载体柱床可能会逐渐坍塌,最重要的是,多数普通整体柱的柱容量不能满足手性分离的要求。为了扩大应用范围,聚合物载体被各种柱后衍生法进行了修饰。这些方法包括(1)化学修饰反应官能团,如聚合物载体中聚甲基丙烯酸甲酯的羧基(2)通过共价键将功能性聚合物连接到载体表面。这两种方法都可以使多孔结构和表面化学相互独立。因此,通过对同一母体聚合物整体柱进行化学修饰,可以获得多种所需的化学官能团。

表面化学修饰的最新策略是将纳米粒子装载到载体的表面。用于修饰聚合物的纳米粒子一般粒径小于100nm,这种纳米材料具有较大的比表面积和一定的粒径相关的物理化学性质。例如,在2018年,Fresco-Cala等人以SWNHs纳米粒子、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和二甲基丙烯酸酯(EDMA)为原料,采用原位共聚法制备了新型SWNHs包合物载体固定相。在聚合物载体中引入SWNHs,大大改善了纳米LC中分离小分子的柱性能。

金纳米粒(AuNP)是法拉第于1857年首次提出的。由于有利的比表面积、良好的生物相容性、高稳定性和制备工艺简便,AuNP被用于增加支撑材料的表面积和改变其表面化学性质。由于AuNP与巯基配体有强的亲和力,因此它们被用来修饰色谱介质,以增强分析物和固定相之间的相互作用。例如2012年,Svec等人制备了一种新型高交联聚(4-甲基苯乙烯-乙烯基苯氯-二乙烯基苯)载体。然后AuNP通过形成Au-S键与载体的孔隙表面相连。最后在AuNP表面引入半胱氨酸。这种载体结构能通过亲水相互作用液相色谱模式有效地分离小生物分子。他们证明使用AuNP作为“通用”的中间配体可以使聚合物整体柱的柱后修饰更加灵活。但基于AuNP的毛细管载体不仅限于分离生物分子,还可以实现手性拆分。例如2011年,陆俊宇等人通过形成Au-S键将AuNP连接到毛细管硅胶载体上,然后通过静电作用将BSA固定到AuNP表面。最终,他们在CEC体系中成功地对映分离了几个苯硫氨酰氨基酸。2013年,李敏等人通过Au-S键将beta;-环糊精修饰的金纳米粒(CD-AuNP)结合物合成并引入到聚(GMA-EDMA)载体上。这种聚合物载体体系对映分离了三种外消旋药物。尽管如此,据我们所知,目前还没有报道称将基于胃蛋白酶的AuNP修饰的有机聚合物载体用于CEC对映体分离。AuNP的纳米尺度对CEC体系中对映体分离的影响也未见报道。

在以前的报道中,孙晓东等人将香港科技大学(HKUST-1)纳米材料和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球引入毛细管柱。他们建立了基于HKUST-1毛细管柱和PGMA毛细管柱的新型CEC对映体分离体系。与熔融毛细管柱相比,在HKUST-1毛细管和PGMA毛细管系统中,均改进了外消旋药物对映体的分离。

本课题旨在研发新型手性毛细管整体柱,并将其应用到一些新药对映体的毛细管电泳手性拆分系统的研究,基于新型手性整体柱开发性能优越的毛细管电泳手性拆分体系,达到对相应药物对映体分离分析的目的,具有较高的学术意义和研究价值。实验中的使用的药品试剂由所在课题组提供或使用经费购买。实验所需仪器设备均由理学院实验室提供,可按进度完成实验。

参考文献:

[1] 曹青, 徐燕, 等. 金纳米粒子修饰毛细管整体柱的制备及在多种色谱分离模式中的应用[J]. 分析化学, 2009(A02).

[2] 熊乐乐, 李瑞军, 季一兵. 金纳米粒子修饰的手性毛细管电色谱固定相的制备及性能表征[J]. 色谱, 2017(7).

[3] 陆俊宇, 张爱珠, 陈霞, 等. 离子液体-金纳米粒子修饰硅胶毛细管电色谱整体柱的制备研究[C].全国生物医药色谱及相关技术学术交流会. 2012.

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