中國科學技術大學的劉波教授及其同事開發(fā)了一種手性分離膜

中國科學技術大學(USTC)的劉波教授及其同事開發(fā)了一種手性分離膜，能夠捕獲左手手性分子并使用二維層狀材料釋放右手對應物。手性膜對檸檬烯外消旋體的分離效率高達89%，預計將投入工業(yè)生產。

在經典的中國故事“西游記”中，沒有人能分辨出真正的孫悟空與他的“邪惡雙胞胎”六耳之間的區(qū)別，從而引起很多混亂。只有佛陀能夠將真正的孫悟空與假貨區(qū)分開來，確保孫悟空可以繼續(xù)他的旅程。

在生物分子中，許多是不可分割的 - 就像孫悟空和六耳朵一樣。這些是所謂的手性異構體(對映體)，其具有相同的化學式但在空間中以相反的方向旋轉。它們是彼此的鏡像，并且是不可重疊的。

然而，盡管它們具有化學相似性，但對映體的作用可能非常不同。例如，左旋氨氯地平可以治療高血壓，而右旋安非他明沒有這種效果。在生物制藥過程中，手性異構體通常同時產生，因此必須分離混合物。然而，左手和右手分子與孫悟空和六耳朵一樣難以識別和分離。

手性分離膜是最令人印象深刻的解決方案。然而，聚合物膜具有低分離效率，并且結晶化合物不容易形成膜。劉伯和他的研究小組，使用兩維(2-d)層狀材料，它的調諧層間距離和引入手性位點到層間空間中，并組裝所述層成高效且穩(wěn)定的手性分離的膜。

“這種膜在各種對映體中具有很高的選擇性滲透效率，”博士王洋說。中國科技大學學生和第一作者。“它可以有效地分離R-檸檬烯并保留大部分L-檸檬烯。當施加一定壓力時，分離性能可以進一步提高。”

該工作證明了通過靜電相互作用調節(jié)層間空間內的化學環(huán)境的潛力，以制造穩(wěn)定的膜，其實現亞納米級的精確篩分功能。這種膜可以應用于污水處理和脫鹽等。實際上，劉波認為包含2-D層的手性膜具有“廣闊的應用前景”。

目前，研究人員能夠在實驗室中制作厘米級的手性膜。該團隊正在將膜尺寸增加到米級膜中，旨在為制藥行業(yè)分離手性藥物分子。