衍生化β-环糊精修饰的多壁碳纳米管聚砜共混膜的制备及其在色氨酸拆分中的应用文献综述

1. 国内外发展概况及立题依据

当有机化合物中碳原子连接有4个互不相同的基团时，该碳原子被称作不对称中心或手性中心，相应的药物称作手性药物。在没有外部影响时，对映体具有完全相同的化学和物理性质，但当其进入体内后，由于某些对映体与体内手性靶分子之间的匹配和分子识别不同，使之出现不同的药理作用和毒副作用。许多作为生命活动基础的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸和酶等以及很多与人体健康密切相关的药物都具有手性，因此手性药物对映体分离是十分必要的。

手性膜拆分技术是利用膜内或膜外所含有的特定分离功能位点来拆分手性对映体的一种技术。其具有能耗低、操作简单、批处理量大、易连续操作、易工业放大、装置设计与系统应用灵活、大多数情况下是室温操作等优点。近年来手性膜技术成为手性拆分领域研究的热点。根据膜的形态将膜技术拆分法分为液膜拆分和固膜拆分两种。其中手性液膜存在一个难以克服的缺点，即稳定性较差，使其工业应用一直受到很大限制。而手性拆分固膜稳定性较好，因此固膜研究成为膜法手性拆分的主要研究方向。手性固膜按膜材特性和制备工艺分为本体固膜、改性固膜、分子印迹固膜三类。本体固膜的膜材少，使用面窄。分子印迹膜专一性较强，每种分子印迹膜只能拆分一种手性物质，且制备过程复杂。而改性固膜的可设计性好，分离效率高，使用面广，是手性拆分固膜的重点研究方向。

聚砜是一种热塑性工程塑料，其力学性能优异，刚性大，耐磨，高强度，热稳定性高，耐水解，尺寸稳定性好，成型收缩率小，无毒，耐辐射，耐燃，在宽广的温度范围内有优良的电性能，化学稳定性好，所以聚砜在膜技术研究中应用十分广泛。本实验将以聚砜为基膜材料，其具有如下优势：1、优良的渗透性2、优良的耐温性3、耐溶剂性4、高的机械强度。

环糊精（CD）是多个D-葡萄糖分子以alpha;-1,4-糖苷键相连的环状低聚糖化合物。有6、7、8个葡萄糖单元，分别为alpha;-环糊精，beta;-环糊精，gamma;-环糊精。环糊精独特的结构能够选择性地包结多种客体分子形成具有不同自由能的包结配合物，其保留行为有差别，故而用于对映体的分离。其中beta;-环糊精的空腔适中，应用范围广，生产成本低，是目前工业上使用最多的一类环糊精。环糊精的环状骨架上的羟基，可以通过化学方法(如酯化、醚化、去氧化、引入功能基团等)加以修饰制备环糊精衍生物（CDs），优化环糊精的性能。CDs有许多重要性质：①在溶液中CDs的包含作用不仅是立体选择性的，而且是可逆的；②复合物形成的速率常数与可控地扩散过程的速率常数通常为同一级，故其在溶液中的平衡相对较快；③在较大pH范围内CDs分子是稳定的；④CDs具耐光性，在通常用于色谱检测的全部紫外检测波长范围内无吸收；⑤CDs无毒性。

纳米粒子（Nanoparticles, NPs）一般是指至少在一维的尺寸为1-100nm的粒子，其处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，具有表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。这些显著区别于宏观物体的理化性质和其特殊的比表面积使其在物理化学生物等领域得到很多突破性的应用。基于纳米材料的独特性质，将其引入高分子膜所制得的纳米复合滤膜对于提高复合膜的机械稳定性、亲水性、选择性、渗透性及抗污染能力等有显著的效果。

本实验拟采用自制GPTMS-beta;-CD-MWNTs（gamma;-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷-beta;-环糊精-多壁碳纳米管）作为手性拆分剂，以聚砜为基膜材料，通过已验证的待拆分手性物质的HPLC方法检测经手性膜过滤的滤液中两种构型的浓度比来评价其拆分性能，同时探究温度、pH值、流速、药物浓度等对拆分效果的影响，以确定最佳拆分条件。

1. 拟研究和解决的问题
2. 以聚砜为基膜材料，用自制GPTMS-beta;-CD-MWNTs作为手性拆分剂，通过HPLC法检测经手性膜过滤的滤液中两种构型的浓度比，评价其拆分性能。
3. 考察所制备手性膜的拆分稳定性，探究温度、pH值、流速、药物浓度等因素对拆分效果的影响，以确定最佳拆分条件。
4. 研究内容及方法

根据参考文献及已有的研究成果的基础上，制定初步实验方案如下：

1. 衍生化beta;-环糊精的制备：GPTMS与beta;-CD反应制备衍生化环糊精。
2. 衍生化beta;-CD接枝多壁碳纳米管既GPTMS-beta;-CD-MWNTs的制备。
3. PSF/GPTMS-beta;-CD-MWNTs膜的制备：采用浸入沉淀相转化法制备GPTMS-beta;-CD-MWNTs聚砜膜，探究最佳制备工艺。
4. 用自制过滤器进行膜过滤。

5、用高效液相色谱仪对膜滤液进行检测。

考察所制备膜的拆分性能及稳定性同时探究温度、pH值、流速、药物浓度等因素对拆分效果的影响，以确定最佳拆分条件。

1. 论文课题研究进度安排

2015年3月2日-2015年3月20日 确定选题，查找相关文献。