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手性是自然界的基本属性,构筑生命体的基本单元,如:氨基酸、DNA以及糖类等物质大多都具有手性,许多药物分子(包括酶型药物)和生物分子也具有手性,手性研究不仅与生命起源研究息息相关,而且与多种疾病的治疗、手性药物代谢机理研究、酶促反应研究及疾病的生理病理研究具有密切联系。缘于手性分析一直是手性合成化学、生物化学、医药学及生命科学等领域的研究热点之一,因此,开展手性分析研究具有十分重要和深远的意义。 在包括化学法、结晶法、膜法、酶法及色谱法在内的诸多手性分离分析方法中,手性毛细管电泳法因具有高效、微量、快速和模式多等优势而被广泛应用。近年来,由于手性配体交换毛细管电泳(CLE-CE)所表现出的对手性化合物对映体出峰顺序的可调控性及对手性配体的可更换性等突出特点而逐渐受到了人们的重视。但是,无论在CLE-CE的方法学研究层面,还是在其应用研究层面,依然存在着诸如适用于CLE-CE的手性配体种类较少、高效及普适性的CLE-CE体系不多、CLE-CE的应用范围较狭窄及鲜有从热力学角度开展CLE-CE分离机理的研究等难点和挑战。考虑到新材料与新技术的发展会为这些难题的解决提供锲机,因此,借助合成新技术来制备新型氨基酸离子液体(AAILs)及嵌段聚合物并实现手性分子的高效CLE-CE分离分析,进而通过酶的固定化及酶促反应来开展CLE-CE的应用研究就显得尤为重要。 基于此,本论文以手性氨基酸为研究对象,主要围绕如何构建以新型AAILs为配体的高效CLE-CE分析体系,以及如何通过聚合物基质酶反应器的构建及酶反应动力学的研究来拓展CLE-CE的应用范围而展开。 论文主要包括以下研究内容: (1)介绍了手性分析研究意义,主要以手性氨基酸为分析对象,对CLE-CE的研究进展进行了简要概述,并提出了目前CLE-CE研究所面临的挑战和解决的策略; (2)采用原子经济法,合成制备了系列以L-氨基酰胺为阳离子的阳离子型AAILs,将其作为手性配体,构建了CLE-CE新体系,进一步探讨了CLE-CE机理并开展了手性氨基酸的纯度分析检测研究; (3)合成制备了以L-精氨酸为阴离子,以直链型四丁基铵为阳离子的阴离子型AAILs,构建了以其为手性配体的CLE-CE新体系,进一步开展了L-天冬酰胺酶酶反应动力学的CLE-CE研究; (4)采用活性可控自由基聚合方法合成制备了新型嵌段聚合物,进一步构建了磁性聚合物多孔膜型酶反应器,实现了D-氨基酸氧化酶的高效固定化,还发展了以阴离子型AAILs为配体的CLE-CE新体系,以L-甲硫氨酸为酶底物,开展了酶反应动力学的CLE-CE研究和酶抑制剂的筛选研究; (5)总结与展望。