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手性化合物的分離被認(rèn)為是有挑戰(zhàn)性的色譜分離技術(shù)之一。因?yàn)樯V分離技術(shù)往往是利用混合樣品各組份在固定相(色譜填料)和流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同,當(dāng)流動(dòng)相推動(dòng)樣品中的各組份在色譜填料填充的柱中遷移時(shí),由于各組份在兩相中進(jìn)行連續(xù)反復(fù)吸附和脫附或其他親和能力作用的差異,從而形成差速移動(dòng),達(dá)到分離的目的。分子之間的物理和化學(xué)性質(zhì)相差越大,越容易建立色譜分離方法。但手性分子就像左右手一樣,看起來似乎一模一樣,其分子組成、分子量一樣,物理和化學(xué)性質(zhì)也相同,只是它們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)上卻無法完全重合,因此分離難度很大。在精細(xì)化工、生物工程及制藥工業(yè)中制備高純度的單一對(duì)應(yīng)體手性分子將具有巨大的商業(yè)價(jià)值和應(yīng)用前景,因此建立對(duì)映體的手性分離方法顯得日益重要。因?yàn)樵S多手性藥l物真正起作用的是其中的一種單一對(duì)映體,而另一種對(duì)映體可能不僅無藥理作用,還會(huì)有副作用。
突破手性色譜填料的制造壁壘,不僅要解決大孔硅膠基球生產(chǎn)問題,還要解決纖維素和直鏈淀粉生產(chǎn)及其衍生化工藝問題;有了硅膠基球及手性材料后,還要解決涂覆和偶聯(lián)工藝問題。纖維素和淀粉通常是極為常見而豐富的物質(zhì),但能夠滿足手性色譜填料制備要求的纖維素和淀粉卻極難獲得,尤其是直鏈淀粉。全世界上只有日本的一家公司可以買到,但其價(jià)格超乎一般人的想象,每公斤直鏈淀粉的價(jià)格高達(dá)60萬人l民幣。為了開發(fā)手性色譜填料,我們?cè)陧?xiàng)目開發(fā)期間以這種天價(jià)買了日本的直鏈淀粉,遺憾的是即使用這么昂貴的直鏈淀粉,做出的手性色譜填料,其性能還是達(dá)不到日本公司的水平,因此好的東西即使我們花天價(jià)也不一定能買到。
雖然人類科學(xué)家沒有上帝的能力,但有學(xué)習(xí)并借用上帝創(chuàng)造的手性生命體的能力。前面說過上帝只選擇給這個(gè)世界一種構(gòu)象的生命體,生命體的組成如蛋白、DNA、和糖物質(zhì)都具有手性結(jié)構(gòu)??茖W(xué)家正是利用蛋白和糖物質(zhì)具有手性分子識(shí)別能力才發(fā)明了手性色譜分離方法。也就是把具有手性空間識(shí)別能力的糖物質(zhì)加到色譜填料微球中使得色譜填料與一對(duì)對(duì)映體分子具有差異化的作用力或保留能力以達(dá)到手性分子分離的目的。這篇文章就是講述國(guó)內(nèi)外科學(xué)家是如何發(fā)展手性世界拆分技術(shù)的?!?