利用新型胆甾类手性分子钳人工受体快速分析分离可食性植物资源中D/L-色氨酸的方法研究

Tryptophan is one of the essential amino acid for human body,tryptophan detection and D/L-tryptophan chial enantiomers are very impotant in the field of food,how to use high efficiency and low energy consumption method to separate D/L-tryptophan chiral enantiomers is a challenging task in this field.Base on the found that chiral molecular tweezers derived from deoxycholic acid have high selective recognition properties for D/L-tryptophan,a serials of novel steroidal molecular tweezer artificial receptors with different molecular clefts are designed to synthesised,and further study on the effects of anions and metal cations on the recognition of D/L-tryptophan by steroidal molecular tweezers will be carried out by UV-Vis spectrophotometric titration,molar ratio method,Job method and NMR titration method. The relationship between the concentration of host and guest and the absorbance value or the proton chemical shift value will be deduced,then the regularity will be used to detect and analysis tryptophan. What's more,by the use of different recognition properties of steroidal molecular tweezer for D-tryptophan and L-tryptophan,a new method for the separation of D/L-tryptophan enantiomers in edible palnts with high efficiency and low energy comsumption will be established,in order to provide new ideas for the resolution of chiral enantiomers and provide new theoretical basis for the use of tryptophan in plateau characteristic edible plants.

色氨酸是人体必需氨基酸之一，色氨酸的检测分析及D/L-色氨酸手性对映体的拆分在食品领域具有非常重要的意义，且高效率低能耗的D/L-色氨酸手性拆分方法是该领域具有挑战性的课题。本研究在发现手性胆甾类分子钳人工受体对色氨酸的高度选择性识别性能基础上，设计合成不同分子裂缝大小的胆甾类分子钳人工受体，运用差紫外光谱法、摩尔比法、Job法及核磁滴定法进一步研究可食性植物资源中阴离子、金属阳离子等对胆甾类分子钳识别D/L-色氨酸的影响及作用机制，推导主客体浓度与吸光度值、质子化学位移值变化的关系式，利用规律建立该类受体快速检测分析色氨酸的新方法，同时利用新型胆甾类手性分子钳对D-色氨酸和L-色氨酸识别性能的差异建立高效率低能耗的可食性植物资源中D/L-色氨酸手性对映体拆分方法，以期为手性对映体的拆分提供新思路，为高原特色可食性植物资中色氨酸的开发利用提供新的方法依据。

色氨酸是人类和动物体内重要的必需氨基酸之一，因其具有调节肠道菌群、参与细胞免疫等功能，在食品、医药等领域得到广泛应用。根据世界卫生组织规定，机体内色氨酸正常水平应控制在4mg/kg，一旦摄入过量便会导致妄想和幻觉障碍，因此，色氨酸的快速检测及分离在生命科学研究和食品营养分析中越来越受到人们的关注。此外，自然界中大多数氨基酸含有手性中心，具有不同手性结构的L-色氨酸和D-色氨酸表现出完全不同的生物学性质，因此对手性对映体的拆分研究在生物分析等领域具有重要意义。本项目利用去氧胆酸为原料合成了一系列手性胆甾类分子钳，考察了不同手性分子钳对氨基酸的识别性能，研究发现，化合物7a对色氨酸具有较强的选择性识别能力，检出限为0.17μmol/L，灵敏度与已报道的诸多方法相比要高。进一步研究了阴、阳离子等对胆甾类分子钳识别D/L-色氨酸的影响及作用机制，离子干扰性试验研究发现，除金属Ag+离子外，所考察的其他金属离子和阴离子对分子钳7a识别色氨酸的过程影响甚微。通过核磁滴定研究发现主体分子钳7a中酰胺NH和苯环为识别色氨酸的主要结合位点，识别推动作用力主要为π–π堆叠作用和氢键。为将分子钳7a用于实际样品中色氨酸的检测，建立了排除阴、阳离子及其他中性分子干扰的检测方法，并将该方法用于婴幼儿乳粉、小麦面粉等食品样品中色氨酸的测定，结果表明新方法准确、可靠，灵敏度高，且检测限优于许多报道的检测方法；建立了快速检测Ag+、F-及部分中性分子的方法。此外，采用普通的ODS-3C18为固定相，手性化合物7a+甲醇为流动相，实现了高效液色谱法对D/L-色氨酸的快速拆分，该法不需要使用昂贵的手性色谱柱或酶制剂，仪器设备能耗低，操作方法简单、快速、高效。因此手性化合物7a具有快速检测色氨酸并拆分D/L-色氨酸对映体的良好应用前景，研究结果可为氨基酸的快速检测及手性对映体的拆分提供新的思路。