“一种主客化学诱导的高对映选择性手性生物界面材料”本论文文创新性的运用主客相互作用构建手性生物界面,并利用手性苯乙胺诱导水溶性柱芳烃的平面手性,实现点手性到面手性的转变,进一步增强主客生物界面的手性性质。巧妙利用柱[5]芳烃平面手性性质实现界面对蛋白质的高对映选择性吸附。
生物界面材料是一类非常重要的蛋白吸附新材料,在蛋白质检测和分离等领域有广泛地应用前景。研究者通过电荷相互作用和氢键相互作用来调节和控制蛋白质在材料界面上的吸附行为。手性相互作用是生命体系中的普遍机理,它影响生命活动的各个进程。因此,研究手性对蛋白质吸附行为的影响显得尤为重要。然而,手性界面材料的构建比并不是一件简单的任务,许多研究者致力于制备高手性性质的生物界面材料。如:手性酒石酸钙晶体界面工艺复杂且表面积小,单分子组装手性界面厚度薄、易脱落,这些方法都存在材料手性性质弱的缺点不利于进一步研究。因此,研究一种操作简单、材料稳定且具有强的手性性质的生物界面材料是一个挑战性的问题。我们解决策略是运用主客相互作用构建手性生物界面,并利用手性苯乙胺诱导水溶性柱芳烃的平面手性,实现点手性到面手性的转变,进一步增强主客生物界面的手性性质。巧妙利用柱芳烃平面手性性质实现界面对蛋白质的高对映选择性吸附。本研究以水溶性柱[5]芳烃和手性苯乙胺为主客体系,利用主客相互作用构建手性生物界面,同时选择溶菌酶作为模型蛋白进行实验。实验结果表明:水溶性柱[5]芳烃和手性苯乙胺具有较强的相互作用,手性苯乙胺能够诱导出柱芳烃的平面手性具有手性放大效应;通过亲疏水性质、元素含量分析及表面形貌分析证明了手性生物界面的成功构建和两种对映手性生物界面修饰密度的一致性;蛋白吸附实验证明中只有R-PEA@WP5界面能选择性地吸附溶菌酶,S-PEA@WP5界面及手性苯乙胺界面均不能吸附溶菌酶。并指出这种结果背后的机理是手性诱导实现手性放大,进而增强了生物界面的手性性质,最终导致蛋白质的手性选择性区分。为构建新型生物界面提供了新思路,在细胞吸附、血小板吸附与活化及功能生物器件等方面有着潜在的应用前景。
注:相关结果发表在Chemistry-An AsionJournal,2020,15(7)1025-1029,上,该工作由武当特色中药研究湖北省重点实验室马俊凯博士与华中师范大学化学学院李海兵教授合作完成,文章链接为https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/asia.201901821。