(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210501037.7 (22)申请日 2022.05.10 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路２ 号 (72)发明人 程培源　曹暾　范航维　廉盟　 毛立邦　张静谧　黄堂成　陈泽玮　 臧怡迪　李昊宇　赵靖然　赵永康　 (74)专利代理 机构 辽宁鸿文知识产权代理有限 公司 21102 专利代理师 许明章　王海波 (51)Int.Cl. G01N 21/21(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于对向偏振激光作用的手性分子分 离方法 (57)摘要 本发明提供一种基于对向偏振激光作用的 手性分子分离方法， 属于生物科学及光学操控领 域。 首先， 搭建可实现手性分子光学分离的对向 左旋、 右旋双光束叠加光路； 然后， 放入手性 分子 样品， 调整样品池； 最后， 建立了基于图像 反馈的 激光控制系统， 根据图像识别出手性分子的空间 位置信息， 调整激光聚焦位置与功率， 实现手性 分子的光学分离。 本发明无需引入特异拆分剂， 对手性分子的物理和化学性质不做要求， 分离的 手性分子不受径向缺陷的影 响， 能够打破原有分 离方法对于分离对象球形对称性的依赖， 具有无 损性和普适性。 同时， 本发明提供的分离方法能 够从根本 上降低非手性光学力对 结果的影响， 分 离结果准确， 系统结构 简单， 具有广泛试用性。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114910420 A 2022.08.16 CN 114910420 A 1.一种基于对向偏振激光作用的手性分子分离方法， 其特征在于， 所述的手性分子分 离方法包括以下步骤： 第一步： 可实现手性分子光学分离的对向左旋、 右旋双光束叠加光路搭建 光路主要元件包括激光器(1)， 分束镜(2)， 五个反射镜(3、 4、 7、 8、 9)， 两个线偏振片(5、 10)， 两个聚焦物镜(12、 14)， 两个X/ Y调节架(13、 15)， 两个四分之一波片(6、 1 1)； 1.1)将激光器(1)放置于光学平台上， 发射出的激光首先通过分束镜(2)分成两束强度 相同的激光a与激光b： 所述的激光a通过1#反射镜(3)与2#反射镜(4)， 其传播方向与预设分 离线c重合， 再通 过1#偏振片(5)和1#四分之一波片(6)将激 光a状态转换为左旋偏振态； 所述 的激光b通过3#反射镜(7)、 4#反射镜(8)、 5#反射镜(9)， 调整其传播方向与预设分离线c重 合， 且与激 光a的传播方向相反， 再通 过2#偏振片(10)和2#四分之一波片(11)将激 光b状态转 换为右旋偏振态； 1.2)将1#聚焦物镜(12)安装于1#X/Y调节架(13)上， 放置于激光a的光路上， 使左旋偏振 光通过并聚焦； 将2#聚焦物镜(14)安装于2#X/Y调节架(15)上， 放置于激光b的光路上， 使右 旋偏振光 通过并聚焦； 利用对准板将左旋偏振光和右旋偏振光 粗略调整成空间对向共线； 第二步： 手性分子样品的安装与调整 2.1)将手性分子样品(16)放置于样品池(17)中， 样品池(17)安装于三向位移台(18) 上， 调整样品池(17)的角度， 确保左旋偏振光与右旋偏振光可以垂直入射； 2.2)通过调节三向位移台(18)带动手性分子样品池(17)移动， 实现1#聚焦物镜(11)和 2#聚焦物镜(14)到手性分子样品池(17)距离调整， 使聚焦到手性分子样品池(17)的激光a 与激光b的直径一 致； 第三步： 基于图像反馈的激光控制系统调整与测试 图像反馈系统主要包括LED光源(19)， 聚焦透镜(20)， 1#滤光片(21)， 3#偏振片(22)， 3# 四分之一波片(23)， 物镜(24)， 2#滤光片(25)， C CD图像传感器(26)； 3.1)将LED光源(19)发出的光通过聚焦透镜(20)进行聚焦， 采用1#滤光片(21)转换 成特 定波长的光源， 再通 过3#偏振片(22)和3#四分之一波片(23)转换成左旋圆偏振光， 照射到手 性样品池(17)上； 3.2)采用图像反馈 方式观察手性分子运动， 反馈光经由物 镜(24)和2#滤光片(25)在CCD 图像传感器(26)进行光电转化， 生成图像信号； 其中2#滤光片(25)用于滤掉激光成分， 抑制 强功率激光对图像观察的干扰； 3.3)根据图像信号观察激光a和激光b的对准情况， 精细调节1#X/Y调节架(12)和2#X/Y 调节架(14)， 使对激光a和激光b精确同轴共线， 将激光器(1)的功率调整到60～100mW范 围 内， 完成样品池(17)中不同手性分子的准确分离， 获得 单一旋光特性的分子 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114910420 A 2一种基于对向偏振激光作用的手性分子分离方 法 技术领域 [0001]本发明属于生物科学及光学操控领域， 涉及一种基于对向偏振激光作用的微纳分 子手性分离方法。 背景技术 [0002]手性是指分子结构不能通过二维平面内的平移和旋转与其镜像重合的非对称特 性。 手性分子根据旋光性可分为左旋和右旋。 多 数药物分子都具有手性， 不同手性的药物分 子在体内以不同的途径被吸收、 活化或降解， 导致药理活性、 代谢过程及毒性存在显著差 异。 例如， 丙氨酸是合成第三代喹诺酮类广谱抗菌药左旋氧氟沙星的关键原料。 相比于D ‑丙 氨酸合成的右旋氧氟沙星， L ‑丙氨酸合成的左旋氧氟沙星抗菌活性是右旋氧氟沙星的8～ 128倍， 而且具有抗菌作用范围广、 抗菌活性强、 毒副作用小等优。 因此， 手性分离对药物的 开发、 研究、 生产及临床都有不可忽视的作用。 [0003]由于手性分子与其对映异构体具有完全相同的化学和物理性质， 表 现为相同的熔 点、 沸点、 溶解度等， 很难用一般的物理或化学方法实现筛选。 2010年， 上海秀新臣邦医药科 技有限公司的刘浩等人在专利CN201010591388.9中公布了一种应用电泳中介微分析技术 分离测定普瑞巴林手性异构 体的方法。 将特定手性衍生化试剂溶于可加速双分子亲核 取代 反应的促进剂中， 应用电泳中介微分析技术， 于毛细管柱头以电泳为驱动力， 使手性衍生化 试剂与普瑞巴林及其手性异构体混合并进行衍生化反应， 反应完毕后， 直接在线对衍生物 采用非手性毛细管胶束电动色谱分离测 定。 2018年， 广州研创生物技术发展有限公司的章 伟光等人在专利CN201810898981.4中公布了一种地克珠利对映体手性色谱分离 分析方法， 利用手性色谱分离分析方法将 手性固定相预 处理， 以正己烷、 三氟乙酸和 低级醇为流动相， 实现了地克珠利对映体的手性色谱分离。 2018年周志刚等人在专利CN201811516127.3中公 布了一种乙酰半胱氨酸对映异构体的分离检测方法， 采用柱前衍生正相高效液相色谱法， 增加色谱柱中固定相与待分离手性物质之间的相互吸引作用， 有效提高手性分离的选择 性。 现阶段的手性异构体分离方法仍以传统色谱分析法为主， 存在效率低、 需要特异拆分 剂、 通用性低等 缺点。 [0004]光学方法是能够解决以上难题的有效途径， 利用手性光场作用在不同的手性分子 上， 可以产生方向相反的手性光学力， 操控不同的手性分子向相反的方向运动。 但手性光学 力的产生同时伴随非手性光学力， 而且非手性光学力的强度远大于手性光学力， 使得不同 手性分子受到的光学合力 没有明显差异。 因此， 提出了一种基于对向偏振激光作用的手性 分子分离方法， 用两束功率相等、 传播方向相反的左旋、 右旋光束同时照射手性分子， 在分 子上产生大小相等、 方向相反的非手性 光学力， 实现手性分子的光学分离 。 发明内容 [0005]本发明主要解决的技术问题是克服现有方法的不足， 针对手性分子 的光学高效、 通用分离难题， 提出一种基于对向偏振激光作用的手性分子分离方法， 利用两束功 率相等、说　明　书 1/4 页 3 CN 114910420 A 3