华中师范大学李海兵教授团队ACS AST：小麦生长促进剂的手性拆分及生物活性

近日，华中师范大学李海兵教授团队在发展手性农药拆分新技术用于促进小麦生长发育领域取得重要突破进展，相关成果以研究论文形式在美国化学会农业领域权威期刊ACS Agricultural Science & Technology发表，该论文第一作者为硕士生吕碧珠，通讯作者为华中师范大学李海兵教授和蔡萌博士。

李海兵教授团队在国家111引智计划项目、国家外专局和中国科协“一带一路”专项的支持下，与“一带一路”沿线国家搭建合作型智库网络体系，深入合作开发绿色农药手性拆分新技术。在现代农业领域中，大约40%的农药分子中含有手性活性中心。同一农药分子的不同对映异构体在生理学、药理学、毒性以及生物活性等方面性质完全不同，滥用农药造成农药污染与浪费。因此为实现手性农药的“减量增效”，提高农药利用率，解决当前农业领域手性农药分离“卡脖子”关键技术，自主创新研发新型的手性分离技术实现对手性农药的高效分离用于促进植物的生长是一项重大且急迫的科学任务。

李海兵教授团队在国家重点研发计划《高效低风险小分子农药研发与示范》和《超铺展液滴调控技术用于高效农药利用的基础研究》项目支持下，基于超分子主客自组装原理，自主设计构建层层自组装手性微孔分离膜，解决手性农药拆分领域选择性与通量矛与盾的关键难点。该手性微孔膜实现对植物生长助剂R-IBU的高通量及高选择性的分离和富集 (24.61 nmol cm⁻² h⁻¹, ee=56.2%）。同时，与对照消旋体相比，R-IBU能更好的促进小麦种子发芽及幼苗生长。该项研究工作证明手性自组装微孔膜在手性农药制备领域具有实际的应用意义和价值，能有效的降低农药的环境投放量，实现农药的减量增效。

图1. (a) 小麦在外消旋IBU、H₂O和手性微孔膜分离R-IBU中不同时间的生长情况; (b) 小麦株高: (i) 外消旋IBU, (ii) H₂O, (iii) 手性微孔膜分离的R-IBU。

该研究受到以下项目支持：国家重点研究发展计划(2018YFD0200100、2021YFA0716702)、国家自然科学基金(22071074、21772055)。

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Construction of Micropore Membranes for Efficient Separation of Chiral Pesticides Based on Layer-by-Layer Technology

Bizhu Lv, Ruying Zhong, Yue Wang, Guang Li, Siyun Zhang, Lei Yang, Meng Cai*, Jin Zhang, Zhiyan Lu*, Haibing Li*, and Xiao-Bing Zhang

ACS Agric. Sci. Technol., 2022, 2, 1230–1238, DOI: 10.1021/acsagscitech.2c00208

研究团队介绍

李海兵教授简介: 华中师范大学教授，博士生导师。华中师范大学绿色农药国家重点实验室固定人员，华中师范大学化学学院农药减量增效应用方向的领头人，华中师范大学桂子学者、教育部新世纪人才，湖北省杰出青年人才。曾获得教育部自然科学二等奖一项、湖北省青年科技奖和武汉市青年科技奖。主要学术兼职有： 《Current Anal. Chem.》和《Supramol. Chem.》杂志的国际编委、湖北省化学化工学会波谱学分会副理事长。

http://chem.ccnu.edu.cn/info/1057/1161.htm 

https://www.x-mol.com/university/faculty/10797 

课题组简介

农药减量增效课题组: 目前研究方向为典型农作物的超铺展剂设计构筑和叶表面的农药传递及铺展沉积机制研究。目前在Nat. Commun., JACS, Angew, Adv. Mater, Chem. Sci., JAFC等权威期刊发表多篇高水平文章。先后承担并完成国家重点研发计划（高效低风险小分子除草剂研发与示范，2018YFD0200102）等一批国家重大科研项目的研究任务。主持的在研项目有国家自然科学基金面上项目（超两亲柱芳烃体系设计构建及其在液/固界面上组装和吸附行为研究，22071074）、国家重点研发计划（超铺展剂控制农药液滴撞击作物表面沉积铺展的理论机制，2021YFA0716702）。