优化的与晶体海绵法协同应用的分析物衍生化制造技术

本发明专利技术提供了一种样品制备方法(100)，包括：提供包含有机分子(20)的样品(10)，其中有机分子(20)包含目标基团(21)，其中目标基团(21)为亲核基团和/或酸性基团；衍生化阶段(110)，包括用部分(31)衍生所述有机分子(20)的目标基团(21)，其中部分(31)包含(i)含烃基团和(ii)含第三周期原子的基团中的一个或多个，其中第三周期原子选自Si、P和S，从而提供经衍生的有机分子(30)；分离阶段(120)，包括对样品(10)进行分离处理，以提供包含经衍生的有机分子(30)的级分(35)；以及制备阶段(130)，包括将经衍生的有机分子(30)引入多孔单晶(40)中，以提供经衍生的有机分子掺杂的多孔单晶(50)。以提供经衍生的有机分子掺杂的多孔单晶(50)。以提供经衍生的有机分子掺杂的多孔单晶(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优化的与晶体海绵法协同应用的分析物衍生化


[0001]本专利技术涉及一种样品制备方法。本专利技术还涉及一种X射线分析方法。本专利技术还涉及可用于所述方法的系统。

技术介绍

[0002]本领域已知基于分析物衍生化和晶体海绵的样品制备方法。Hayakawa等人，“Development of a crystalline sponge tag method for structural analysis of amino acids”，ICCC 2018 S58 JST Fujita ACCEL国际研讨会结构解析协调化学(International Symposium Coordination Chemistry for Structural Elucidation)研讨会摘要，描述了晶体海绵方法，用于对甚至痕量进行X射线晶体结构分析，没有结晶。其描述了由于氨基酸及相关化合物在大小、电荷和疏水性等性质上的广泛差异，难以用晶体海绵法分析氨基酸及其相关化合物。其还描述了一种晶体海绵标记法(CS
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Tag Method)，该方法基于经由特定标签的氨基衍生化来标记氨基酸及相关化合物。

技术实现思路

[0003]晶体海绵(Crystalline Sponge)(CS)法可能是一种有前途的用于测定小分子有机分析物的完整化学结构的新方法。它可能涉及单晶X射线衍射(SC
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XRD)，但与传统的SC
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XRD相比，它可具有的优点为通过将分析物分子吸收到特定类型的预结晶的金属
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有机骨架(“晶体海绵”)中，可以避免分析物结晶(在许多情况下其可能很难或基本上不可能)。另一个优点是，所需的分析物量可能比传统SC
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XRD小得多，即微克或甚至更低。
[0004]CS方法的一个有吸引力的应用领域可能是分析来自生物来源的有机化合物，或具有生物活性的有机分子。不幸的是，目前，CS方法在这一重要领域的适用性可能受限于一个或多个限制，涉及例如溶解度、有害相互作用和分析物纯度：
[0005]高极性溶剂，如DMSO、DMF或水，可能不适合将分析物引入CS，因为溶剂可能破坏海绵晶体。因此，在将分析物掺入CS之前，分析物可能必须溶解在低极性或非极性(有机)溶剂(例如，氯仿或环己烷)中。然而，许多具有生物学意义的分析物是极性和/或亲水性的，这可能导致分析物的溶解性问题。
[0006]许多具有生物学意义的分析物可能含有亲核基团和/或活性氢原子(
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OH、
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COOH、
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NH2…
)。不幸的是，这些基团可能与CS不(完全)相容，即它们可能倾向于以有害的方式与CS相互作用，这可能导致CS晶格的破坏，妨碍随后通过SC
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XRD确定结构。
[0007]此外，CS方法的应用可能仅限于纯的分析物。如果应用于混合物，具有最高亲和力的分析物可能吸附到CS中，尽管该分析物可能不是分析物混合物的主要组分。因此，将CS法应用于分析物混合物可能导致分析物的错误识别。
[0008]因此，本专利技术的一个方面是提供一种替代的样品制备方法，其优选进一步至少部分地消除一个或多个上述缺点。替代地或附加地，本专利技术的一个方面是提供一种替代的X射线分析方法，其优选进一步至少部分地消除一个或多个上述缺点。替代地或附加地，本专利技术
的一个方面是提供一种替代的系统，尤其是用于执行这些方法中的一个或多个，其优选进一步至少部分地消除一个或多个上述缺点。本专利技术可能以克服或改善现有技术的至少一个缺点为目的，或提供有用的替代方案。
[0009]因此，在第一方面中，本专利技术提供了一种样品制备方法。样品制备方法可包括提供包含有机分子的样品，尤其是其中有机分子包含目标基团，更特别是其中目标基团为亲核基团和/或酸性基团。样品制备方法可包括衍生化阶段。衍生化阶段可包括用一个部分(moiety)来衍生有机分子的目标基团，尤其是由此提供经衍生的有机分子。该部分可包含(i)含烃基团和(ii)包含第三周期原子的基团中的一个或多个，尤其是其中第三周期原子选自Si、P和S。样品制备方法可包括分离阶段。分离阶段可包括对样品进行分离处理，以提供包含(分离的)经衍生的有机分子的级分(fraction)。样品制备方法还可包括制备阶段。制备阶段可包括将经衍生的有机分子(来自该级分)引入多孔单晶，尤其是以提供经衍生的有机分子掺杂的多孔单晶。
[0010]本专利技术的方法可以解决现有技术的缺点。具体地，极性和/或亲水性(目标)基团可以通过尤其是活性氢的取代，通过一个部分，尤其是包含非极性基团的部分，来衍生。这种取代可降低分析物的极性。取代可能(因此)提高分析物在低极性或非极性(有机)溶剂中的溶解度。此外，亲核性(目标)基团可被空间屏蔽和/或活性氢原子可被取代，这可改善分析物与多孔单晶，尤其是晶体海绵(CS)的相容性，即减少与多孔单晶的有害相互作用。
[0011]此外，本专利技术的方法可促进分析物纯度的提高。衍生化可降低分析物混合物成分的极性并提高其挥发性。因此，分析物混合物的衍生化可有助于将该混合物分离成其成分，尤其是通过使用色谱法，例如通过使用气相色谱法(GC)。样品制备方法可包括提供包含有机分子的样品。样品可包括生物样品，例如提取物或组织样品。样品还可包括化学样品，例如从生产过程的产品流或废物流(中提取的样品)。基本上，该样品可包含含有机分子的任何样品。
[0012]本文中的术语“有机分子”可指任何含碳化合物。在实施方案中，有机分子可包含生物分子，尤其是从生物源获得的生物分子，例如由生物体产生的生物分子，尤其是由真核生物或原核生物产生的生物分子，例如由植物、动物、真菌、细菌或古生菌产生的生物分子。在进一步的实施方案中，有机分子可包含活性物质(也包括：“活性成分(active ingredient)”或“活性组分(active constituent)”)，尤其是具有生物活性的活性物质，即对活物质(living matter)具有有益和/或不利影响的活性物质，例如具有农药、美容和/或营养医学作用的活性物质或其盐、酸和/或碱。术语“有机分子”在本文中也可指多个有机分子，尤其是其中相应的多个经衍生的有机分子可在分离阶段中被分离(见下文)。
[0013]有机分子可包含目标基团。目标基团尤其可以是对分析物的溶解度(在低极性或非极性(有机)溶剂中)、与多孔单晶的相容性、和/或与一种或多种其他化合物(在分析物混合物中)的可分离性中的一种或多种来说有害的基团。
[0014]在实施方案中，目标基团可包含极性基团、和/或亲水基团、和/或亲核基团、和/或酸性基团、和/或质子基团和/或包含活性氢原子的基团(也参见下文)。特别地，目标基团可包含亲核基团和/或包含活性氢的官能团。因此，在实施方案中，目标基团可包括极性基团。在进一步的实施方案中，目标基团可包含亲水基团。在进一步的实施方案中，目标基团可包含亲核基团。在进一步的实施方案中，目标基团可包含酸性基团。在进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种样品制备方法(100)，包括：
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提供包含有机分子(20)的样品(10)，其中所述有机分子(20)包含目标基团(21)，其中所述目标基团(21)为亲核基团和/或酸性基团；
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衍生化阶段(110)，包括：用部分(31)衍生所述有机分子(20)的目标基团(21)；其中所述部分(31)包含：(i)含烃基团和(ii)含第三周期原子的基团中的一个或多个，其中所述第三周期原子选自Si、P和S；从而提供经衍生的有机分子(30)；
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分离阶段(120)，包括：对样品(10)进行分离处理，以提供包含所述经衍生的有机分子(30)的级分(35)；
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制备阶段(130)，包括：将所述经衍生的有机分子(30)引入到多孔单晶(40)中，以提供经衍生的有机分子掺杂的多孔单晶(50)。2.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中样品(10)包含质子溶剂，其中所述分离阶段(120)还包括通过用非质子溶剂替换所述质子溶剂的至少一部分来进行溶剂交换，并且其中，所述分离阶段(120)包括使所述样品进行LC过程或GC过程。3.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中所述多孔单晶(40)包含金属
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有机骨架材料，其中所述金属
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有机骨架材料基于tpt
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ZnX2，其中X＝Cl、Br或I。4.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中所述有机分子(20)选自有机生物分子，并且其中所述目标基团(21)选自
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OH、
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COOH、
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NH2、
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NRH和
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SH。5.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中所述部分(31)包含含烃基团，其中所述部分包含脂肪族基团和/或烷基和/或甲基和/或芳族基团，尤其是其中所述芳族基团包括苯基或苄基。6.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中所述部分(31)包含含第三周期原子的基团，其中所述第三周期原子选自Si、P和S。7.根据权利要求6所述的样品制备方法(100)，其中所述第三周期原子包含Si，并且其中所述部分(31)包含选自
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SiR3、
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SiArR2、
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SiAr2R、
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SiAr3的基团，其中R选自甲基、乙基、丙基、异丙基，并且其中Ar为
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C6H5。8.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中所述分离阶段(120)包括提供N个级分(35)，其中N≥2；并且其中所述制备阶段(130)包括将所述N个级分与N个多孔单晶(40)分别接触，以提供N个经有机分子掺杂的多孔单晶(50)。9.根据前述权利要求中任一项所述的样品制备方法(100)，其中所述样品制备方法(100)进一步包括所述分离阶段(120)之后的预分析阶段(145)，所述预分析阶段(145)包括使所述级分(35)的至少一部分进行质谱过程(124)，以尝试识别所述经衍生的有机分子(30)；其中如果质谱过程(124)未能成功识别所述经衍生的有机分子(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：