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手性色譜填料是通過在大孔球形硅膠中涂敷或鍵合帶有手性識別位點的材料,主要包括衍生化的纖維素和直鏈淀粉兩大類。為了達到光學(xué)異構(gòu)體拆分的目的,涂覆或鍵合后的纖維素和直鏈淀粉必須保持手性結(jié)構(gòu)環(huán)境,使得對映異構(gòu)體間呈現(xiàn)物理特征的差異。纖維素和直鏈淀粉手性結(jié)構(gòu)容易在涂覆或鍵合過程中受到破壞,因此制備手性色譜填料不僅對硅膠要求高,對涂覆或鍵合工藝要求也高,還對纖維素和直鏈淀粉的本身的結(jié)構(gòu)、分子量、及衍生功能基團都有極高的要求,因此手性色譜填料的制備技術(shù)壁壘極高。
首先讓我們看一下我們化學(xué)家是如何做的?對于一個微觀分子世界,化學(xué)家就是上帝之手,現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展到足可以讓化學(xué)家設(shè)計和創(chuàng)造很多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的分子,只不過化學(xué)家在創(chuàng)造這些分子時往往沒有上帝之手的靈巧和能力,化學(xué)家創(chuàng)造的分子會經(jīng)常同時形成一對有互為鏡像關(guān)系(對映體)的分子。這種對映體分子就象左右手關(guān)系一樣,左手的鏡像就是右手,但左右手永遠無法重疊,因此這種對映體分子也就叫手性分子。
一方面化學(xué)家在不斷學(xué)習(xí)上帝之手希望在創(chuàng)造分子時只做成一種構(gòu)像的分子而不希望有另外一種構(gòu)象分子的存在。雖然這一對對映體的分子所有物理化學(xué)性能都一樣,但當(dāng)這一對分子與具有手性結(jié)構(gòu)的生命體結(jié)合時,可能只有一種構(gòu)象的分子在起作用,另外一種構(gòu)象的分子卻沒有作用甚至起反作用。就像有一些手性藥l物分子,其中只有一種構(gòu)象分子可以治l病,另外一種不僅不能治l病而且可能致病。20世紀(jì)50至60年代初的“海豹嬰兒”事件,就是因為孕婦在懷孕期間因服用“反應(yīng)?!倍鴮?dǎo)致的慘痛教訓(xùn),因其藥l物中“反應(yīng)?!钡囊环N構(gòu)象具有鎮(zhèn)靜作用,而另外一種構(gòu)象對胚胎有很強的致畸作用。
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)。科學(xué)家正是利用蛋白和糖物質(zhì)具有手性分子識別能力才發(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對映體分子具有差異化的作用力或保留能力以達到手性分子分離的目的。這篇文章就是講述國內(nèi)學(xué)家是如何發(fā)展手性世界拆分技術(shù)的?!?