现代医药与精细化工领域,手性分子的高效分离一直被认为是难点;自然界中约50%的药物分子具有手性特征,如常见的布洛芬、青霉素等,不同对映体的药理活性差异可达百倍。尽管全球手性药物市场规模已超过4000亿美元,但传统色谱分离法每公斤成本高达数万美元,同时需要消耗大量有机溶剂,制约了更绿色的产业化进程。针对该挑战,我国科研团队将核技术与材料科学结合,提出了新的解决方案。依托兰州重离子加速器国家实验室的辐照技术,研究人员先制备孔径均一的核孔膜基底,再引入2伏低压电场调控生物分子组装过程。这一仿生设计把牛血清白蛋白的手性识别能力与有机框架的结构稳定性结合起来,使膜材料在强酸强碱环境下仍能保持4.52 mmol m⁻² h⁻¹的稳定通量,较传统材料提升两个数量级。 从产业化角度看,该技术带来三上进展:其一,在制药领域有望将新药研发周期缩短30%以上,使抗抑郁药帕罗西汀等手性药物的生产成本降低60%;其二,在农药合成中可有效去除致畸对映体,提升农产品安全水平;其三,其工艺更环保,与我国“双碳”目标相衔接,预计可将分离环节有机溶剂用量减少90%。目前已有跨国药企启动技术引进谈判。 值得关注的是,该成果也说明了交叉研究的价值。团队打破学科边界,将核物理的辐照改性与生物分子工程结合,形成了“用物理手段解决化学问题”的新思路。业内专家认为,这种电压驱动组装策略还有望拓展到催化剂设计、生物传感器构建等方向,更打开应用空间。
手性分离看似是分离过程中的一道“细工”,却直接关系到药品安全、制造成本与绿色转型等关键问题;以原创材料和新工艺破解瓶颈——既离不开基础研究的积累——也需要在工程化与产业化中持续验证。让更多科研“首创”走向产业“首用”,将为高质量发展提供更扎实的技术支撑。