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  • CRPS發文:趙延川團隊原位手性核磁色譜技術取得進展

    2020年7月02日 17:25:51 來源: 中國科學院上海有機化學研究所
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      中國科學院上海有機化學研究所有機氟化學重點實驗室趙延川課題組一直致力于高靈敏度無創在線檢測技術的開發。2019年,該課題組撰寫了題為“Molecular Sensors for NMR Based Detection” 的綜述文章(Chem. Rev. 2019, 119, 195),系統總結了核磁共振分子探針的相關工作并展望了該領域未來發展方向。近期,該課題組在原位手性核磁色譜分析技術方面取得進展 (Cell Reports Physical Science DOI:10.1016/j.xcrp.2020.100100)。

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    趙延川團隊合影

      手性分子廣泛應用于醫藥、材料及生命等領域,快速確定手性樣品的組成對手性相關科學的發展極為重要。目前最常用的手性色譜分析技術基于分離,相對耗時,難于滿足高通量手性分析的需求?;诠庾V方法(比如圓二色光譜)可以避免分離,實現原位快速分析,但分析準確性易受微量雜質的干擾。色譜方法的“高精確性”和光譜方法的“原位及快速性”是分析領域一直追尋的優良檢測特性,然而卻難于整合在同一種分析技術中(圖1)。

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    圖1無需分離的手性色譜檢測技術

      為了解決這一難題,他們在本研究中設計了一系列基于手性鋁絡合物的含氟核磁探針分子(圖2)。這些探針分子具有空間受限的手性識別空腔,與手性分析物相互作用時可以產生類似色譜峰的特征氟譜信號用于進行手性區分檢測。該方法在原位快速檢測的前提下,實現了類似色譜方法的高精確性,可以對醇、酰胺、環醚、亞砜等大量結構不同的手性化合物進行快速分析并且實現不同種類手性物質的同時檢測(圖3)。當使用具有自動進樣功能的核磁共振波譜,該方法在一天內可以完成超過1000個樣品的手性分析,滿足高通量篩選的測試需求。此外,利用特征氟譜檢測信號可以對手性分子的絕對構型進行快速判斷,為液體及非晶樣品的構型確定提供新的途徑(圖4)。該方法快速無創的特點及多組分同時分析能力使其有望應用于復雜生命體系中手性物質的原位檢測。

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    圖2 A, 核磁探針的合成路線; B, 核磁探針1的檢測效果

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    圖3 利用探針分子1對不同手性物質進行區分

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    圖4 絕對構型判定(黑色為預測構型,藍色為實際構型)

      上述研究得到了國家自然科學基金委及中國科學院有機氟化學重點實驗室的資助。


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