开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、题目:基于纳米材料的毛细管涂层柱手性拆分体系研究
二、选题意义:
手性是生命过程中普遍存在的一种特征。从原子到人类本身都具有不对称性。镜面不对称性是手性分子的基本标志。手性化合物的分子中含有不对称因素如手性中心、手性轴或手性面等,并且该化合物与其镜像无法叠合,而是互相对映,互为对映体。手性拆分也称光学拆分,即将外消旋化合物拆分为单一对映体的存在状态。对映体的拆分和测定曾被认为是分离科学上最困难的工作之一。近年来,随着化学、药学和生物学的发展,对映体的拆分和测定得到了人们的普遍关注。
毛细管电泳是20世纪80年代初发展起来的一种新型分离分析技术,乃经典电泳技术和现代微柱分离有机结合的产物,是继高效液相色谱之后,分析科学领域的又一次革命。毛细管电泳根据背景电解质(BGE)的组成及毛细管的性质可分成多种操作模式,最常见的操作模式有毛细管区带电泳(CZE)、毛细管电动色谱(EKC)、毛细管电色谱(CEC)、胶束电动毛细管色谱(MEKC)、微乳毛细管电泳(MEEKC)、非水毛细管电泳(NACE)。其中,CEC 有机结合了 CE 的高效、快速与 HPLC 的高选择性,在手性化合物的分离分析方面具有良好的应用前景。在 CE 技术中,要实现手性分离有两种基本策略可供选择:一是构建手性分离环境,二是进行手性消除。手性消除就是将对映异构体与一种手性试剂发生化学反应,将其转变成非对映异构体,然后再利用普通的 CE 方法进行分离分析。然而,手性消除反应往往需要昂贵的手性反应试剂,并且产物的手性被破坏且不易恢复,因此,多数人不愿采用这种伤筋动骨的方法,转而采用构建手性环境的方法。所谓手性环境,就是有手性物质参与的 CE 条件。将手性物质添加到CE 运行缓冲液中或毛细管中,就能够构建出各种不同的手性环境。该类方法快速高效、富于变化,且对样品无损害,所以被普遍采用。
毛细管涂层技术即采用一定的方法对毛细管内壁进行改性处理,常采用物理涂敷、化学键合以及交联等方法,在毛细管内壁形成单分子或交联的涂层,也可以是多层修饰的涂层。通过涂层修饰可以改变毛细管内表面的性质,改善被分析物与毛细管的相互作用。由于涂层通常会改变毛细管壁的荷电状况,所以也常会引起分离体系电渗流(EOF)的改变。在过去的三十多年间,采用各种技术制备的涂层毛细管柱不断涌现,进一步推动了 CE 分离技术的发展。
纳米粒子因具有较大的比表面积和良好的生物相容性等特点,已广泛应用于分离科学领域。常用的纳米粒子包括聚合物纳米粒子、硅胶基质纳米粒子、金属纳米粒子和碳纳米管等。除了用于常规的色谱分离外,纳米粒子已经开始与CE 技术结合用于手性分析。当然需要具备以下条件的纳米才能应用于手性拆分(1)粒径均匀,不会造成峰展宽;(2)传质阻抗很小;(3)适应多种缓冲溶液条件,保持性质稳定;(4)可以和分析物相互作用;(5)比表面积足够大,提供作用位点;(6)不会产生干扰检测。另外,纳米涂层的应用在分离分析中也引起了较为广泛的关注,因为其所具有的较大的比表面积和易于修饰改性的特点在合成涂层时能够起到很重要的作用。
本课题旨在选用合适的纳米材料,并将其应用于合成新型的毛细管涂层柱,建立基于纳米材料的毛细管涂层体系,开发具有性能优越的CEC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。本课题进行过程中拟使用的仪器设备有高效毛细管电泳仪、高效液相色谱仪等色谱仪器,紫外光谱检测器、荧光光谱检测器等光谱仪器,中国药科大学药学化学基础实验教学示范中心可提供使用以完成课题研究。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。目前的实验条件已完全满足课题研究要求。
参考文献:
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