近日，贲腾教授（原吉林大学教授，现浙江师范大学教授）课题组通过引入L-(+)-或D-(–)-酒石酸作为手性掺杂剂，制备手性基底，成功诱导合成了手性共价有机框架膜（CCOF-300膜）。该膜实现了对大分子药物的高效手性分离，尤其在Fmoc-Lys(Dde)-OH的分离中达到100%的对映体过量值（ee）（图1）。

图2. 手性诱导策略制备膜的机制。

在手性诱导合成膜的过程中，手性掺杂剂（如L-(+)-/D-(–)-酒石酸）作为“长官”（sergeants），通过与涂覆有碱性聚苯胺的氧化铝基底结合，为手性信息的传递提供了一个初始的手性环境，即手性基底。这些手性掺杂剂在基底表面形成手性活性位点，引导反应体系中的四（4-氨基苯基）甲烷（TAPM）和对苯二甲醛（TPA）等非手性分子（即“士兵”，soldiers）按照特定的手性排列方式堆积。在晶体生长过程中，π-π堆积相互作用确保了手性构型信息沿着孔壁传递，使得整个框架通过手性诱导获得稳定的手性（图2）。这种“长官和士兵效应（sergeants and soldiers effect）”描述了少量手性分子（长官）如何引导大量非手性分子（士兵）形成具有增强手性信号的组装体，从而在膜的生长过程中实现了手性的传递，最终制备出具有高效手性分离性能的CCOF-300膜。

图3. CCOF-300 膜的手性分离机制

CCOF-300膜能够高效分离大尺寸分子的机理主要归因于手性匹配扩散和分子尺寸匹配（图3）。在分离 Fmoc-Lys(Dde)-OH 时，由于其分子尺寸与膜孔径高度匹配，且对映体之间存在显著的扩散速率差异，实现了100%的ee值。而对于分子尺寸较小的布洛芬，由于其与膜孔径匹配度较低，仅实现了88%的ee值。此外，研究还指出，CCOF-300与手性药物之间的结合能差异并非主导因素，进一步强调了尺寸匹配和扩散速率差异在手性分离中的关键作用。

小结

该研究提出了一种成本效益高、可扩展性强的手性药物分离新方法，强调了手性诱导策略在提升制药行业手性分离技术方面的巨大潜力。CCOF-300膜的制备不仅为手性药物的分离提供了一种高效、经济的解决方案，而且为未来手性分离技术的发展提供了新的思路和方向。这一成果有望在制药工业中得到广泛应用，推动手性药物的研发和生产向更高效、更环保的方向发展。

相关成果发表在Nature Communications 上，文章第一作者是高晓悦博士生，通讯作者为贲腾教授。该研究得到国家重点研发计划“纳米前沿”重点专项、国家自然科学基金重大研究计划培育项目、国家自然科学基金面上项目、浙江省自然科学基金重点项目的资助。

Chiral substrate-induced chiral covalent organic framework membranes for enantioselective separation of macromolecular drug

Xiaoyue Gao,# Teng Ben*

Nat. Commun. 2025, 16, 5210, DOI: 10.1038/s41467-025-60572-0

以上内容转载自https://www.x-mol.com/news/922240

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