细菌选择介质手性毛细管电泳及其应用研究

首次采用多种细菌为新型手性选择介质，利用药物分子（尤其是抗生素）与细菌高度的立体选择性和亲和专一性，建立一种具有高度选择性、并有更高分离度的手性毛细管电泳新方法。结合药理学、受体学及色谱理论基础，对以细菌微粒为手性选择介质的拆分机理、分离中物质相互作用热力学和动力学进行研究。研究细菌种类、形态、活性在手性分离分析中的作用；研究控制细菌运动和固定细菌的方法，构建具有在线扫集功能的细菌微萃取，以及细菌介质微流控芯片手性电泳和电色谱。以动力学毛细管电泳测定细菌与不同对映体间的动力学参数及相互作用强度，研究本方法成为手性药物的优映体筛选方法的可能性。本课题将为分离分析领域的拆分及药物筛选提供研究思路，为建立一种新的快速药物敏感测试奠定基础，对手性药物代谢动力学和手性抗菌药物的筛选具有重要的意义。

本研究在三个方面取得了创新性进步：1）基于抗菌药物与细菌之间的相互作用，首次以大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等细菌为手性选择剂，采用区段灌注毛细管电泳技术成功实现了对氧氟沙星（喹诺酮类抗菌药）对映异构体的拆分。在此基础上，进一步发展了细菌涂层开管毛细管电色谱的方法，用于氟喹诺酮类抗生素的分离；结果利用大肠杆菌涂层毛细管柱成功实现了对五种氟喹诺酮类抗生素的基线分离，并对氧氟沙星对映体具有显著的手性拆分效果。该方法不仅可用于抗菌药物的拆分，对抗菌药物的初步筛选及药物作用机理的研究亦具有积极意义。此外，采用ppKCE方法快速测定了六种抗菌药物与大肠杆菌相互作用的解离速率常数，该参数的研究可用于指导药物在体内药物代谢动力学和药物效应动力学的评价，为快速测定细菌对药物的敏感实验提供了参考。2）提出了一种基于ACE原理，将含有目标受体（PPARγ）的细胞匀浆作为筛选介质，对作用于细胞内靶点受体的药物进行相互作用评价的新方法。分别采用阳性药罗格列酮，以及对照药品西酞普兰进行了方法验证，两种药品的淌度比变化规律均符合预期，证明了实验采用的筛选PPARγ激动剂的方法具备一定的可行性。3）基于仿生理念，将聚多巴胺类（PDA）材料应用于毛细管电泳相关研究中，包括聚多巴胺/聚乙烯亚氨（PDA/PEI）共沉积开管毛细管涂层柱用于调控毛细管电泳的电渗流、PDA/Au NPs/thiols层层自组装作为固定相用于开管毛细管电色谱分析、PDA/UiO-66和PDA/MOF-5作为固定相在开管毛细管电色谱的应用等。总之，本研究为分离分析领域的手性拆分及药物筛选提供了研究新思路，对手性抗菌药物的分析研究具有重要意义。