香港浸会大学 HKBU大学物理系副教授黄立成·志锋博士开发了一种操纵药物分子手性的新方法
学分:香港浸会大学 香港浸会大学(HKBU)的科学家开发了一种新技术，可以生产纯治疗药物而没有相关的副作用
该方法使用纳米结构制造设备，通过控制衬底在设备内旋转的方向，可以操纵药物分子的手性，从而消除了当人们服用含有手性不正确的分子的药物时可能出现的副作用
发表在科学杂志《自然化学》上的研究结果为大规模生产更纯净、更便宜、更安全的药物铺平了道路，这些药物可以以可扩展和更环保的方式生产
对分子手性的控制提高了药物安全性 许多化学分子有两种构型，或手性形式，它们是彼此的镜像
虽然共享相同的分子式，但这两种手性形式的组成原子在空间中有不同的排列
这两种分子的特征是左手和右手的手性构型，就像人手一样
具有“左手”和“右手”手性的分子可能具有完全不同的生物化学效应
一半以上的治疗药物由等量的左旋和右旋手性分子组成，通常称为“外消旋物”；一种可以治愈特定的疾病，但另一种可能有副作用
分离和生产仅具有手性排列(已知为单一对映体)的分子来实现治疗效果，有助于生产安全性和有效性提高的药物
分子手性的宏观控制 一般来说，分子的尺寸非常小，只有人类头发直径的百万分之一到十万分之一
因此，使用“宏观”控制来选择性地产生两种手性分子形式中的一种(即
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可以用肉眼看到并由手操作的尺寸标度)
为了生产单一对映体药物，化学家们在实验室或工业中大量使用被称为“手性配体”的分子，在分子水平上有效地控制药物的分子手性，这一过程被称为不对称合成
然而，现有的用于生产单对映体药物的技术由复杂的步骤组成，这些步骤昂贵且对环境不友好
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HKBU大学物理系副教授黄立成智峰和他的研究团队与四川大学、广西医科大学和南方科技大学合作，设计了一种通过宏观调控来操纵分子手性的新方法
它包括用螺旋金属纳米结构(即
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金属纳米螺旋)呈螺旋弹簧的形状，其特征尺寸是人类头发直径的千分之一
旋转方向决定分子的手性 研究小组使用一种叫做掠射角沉积的纳米制造技术来制造金属纳米螺旋
银和铜被沉积在支撑衬底上，支撑衬底顺时针和逆时针旋转以分别制造右旋和左旋金属纳米螺旋
研究小组随后使用紫外光引发化学反应
这导致吸附在金属纳米螺旋上的2-蒽羧酸分子发生化学反应，形成类似于某些手性药物的手性分子产物
当交流电附着在右旋金属纳米螺旋的表面并暴露在紫外光下时，它优先产生“右旋”手性分子产物
同样，当交流电被吸附在左手金属纳米螺旋表面并暴露在紫外光下时，它优先产生“左手”手性分子产物
换句话说，分子产物的手性可以由金属纳米螺旋的手性可靠地确定，该手性由底物旋转的方向控制
研究表明，在宏观水平上控制底物的旋转方向可以方便地操纵分子的手性
这是宏观尺度方法(通过控制4英寸衬底支架的旋转方向)在分子尺度上操纵手性(十亿分之一米范围内的手性分子产物)的前所未有的应用
减少药物副作用的绿色方法 “我们通过宏观工程操纵分子手性的成功，使得只需用左手或右手就可以方便地合成单一对映异构体形式的药物
因此，它将有助于消除许多治疗药物的副作用，有时甚至是致命的副作用
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手性配体在常规不对称合成方法中的使用是不可避免的，并且它可能会对进入环境造成污染
相比之下，在这种新的方法中，金属纳米螺旋可以重复用于生产单对映体药物，而不使用手性配体
因此，它为大规模生产可负担得起的治疗药物铺平了道路，这些药物采用可回收材料以可扩展的方式制成
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