劉明霞, 李向軍, 白 玉, 劉虎威

(1. 北京分子科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室, 北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院, 北京 100871; 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院, 北京 100049)

手性是自然界和生命體中普遍存在的現(xiàn)象,從組成生物體的氨基酸、多糖、蛋白質(zhì)等生物分子到人類所使用的藥物,大部分都具有手性。手性化合物的對(duì)映體常具有相似的理化性質(zhì),但其在藥學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域往往呈現(xiàn)出不同的活性。比如一些手性藥物的一個(gè)對(duì)映體具有藥理活性,而另一個(gè)是無(wú)效的,甚至是有毒的。如R-沙利度胺具有緩解孕婦晨吐的功效,而S-沙利度胺則會(huì)導(dǎo)致嬰兒畸形;S-布洛芬是高效非甾體解熱鎮(zhèn)痛藥,而R-布洛芬基本沒(méi)有藥理活性[1,2]。生物體內(nèi)的許多神經(jīng)活性物質(zhì)也具有手性,其對(duì)映體含量的變化與人體的健康狀況密切相關(guān)。如正常情況下人體內(nèi)D-乳酸的含量?jī)H為L(zhǎng)-乳酸的1%～5%[3],但在病理情況下,血漿中D-乳酸水平會(huì)顯著增加[4]。在國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)評(píng)選出的2019年度“化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)”中,與手性研究相關(guān)的“對(duì)映選擇性有機(jī)催化”榜上有名。因此,建立高效的手性化合物分離分析方法對(duì)于醫(yī)藥、環(huán)境、生物、食品等諸多研究領(lǐng)域都具有重要意義。目前常用于手性化合物分離的方法有高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜法(GC)、毛細(xì)管電泳法(CE)、超臨界流體色譜法(SFC)等。相較于其他方法,CE以其分析時(shí)間短、分離效率高、分離模式多、運(yùn)行成本低等諸多優(yōu)勢(shì)在手性分離領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[5]。CE的分離模式主要包括毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)、毛細(xì)管電色譜(CEC)及膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜(MEKC)等,按照分離原理不同,其應(yīng)用范圍也各有側(cè)重。本文主要綜述了近3年來(lái)這3種分離模式在手性化合物分離分析方面的應(yīng)用,并對(duì)該領(lǐng)域今后的發(fā)展做了展望。

1 毛細(xì)管區(qū)帶電泳

CZE是CE最基本、最常用的分離模式,其用于手性分離的主要原理為,在背景緩沖液中加入不同類型的手性選擇劑,兩個(gè)對(duì)映體與手性選擇劑形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性不同,使得表觀遷移率產(chǎn)生差異,從而實(shí)現(xiàn)手性化合物的分離。近年來(lái),用于CZE手性分離的選擇劑越來(lái)越多樣化,除了環(huán)糊精(CD)、冠醚、大環(huán)抗生素等傳統(tǒng)手性選擇劑外,手性離子液體、手性功能化納米顆粒、生物分子等也在CE手性分離領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

1.1 環(huán)糊精及其衍生物手性選擇劑

在眾多的手性選擇劑中,CD及其衍生物仍然是CE手性分離中使用最多的手性選擇劑。CD是由多個(gè)D-吡喃葡萄糖以1,4-糖苷鍵相連形成的環(huán)狀低聚糖,天然CD主要有α-、β-和γ-CD 3種。對(duì)CD進(jìn)行衍生化往往可獲得更優(yōu)的物理化學(xué)性質(zhì)和更高的分離效能,因此CD衍生物在CE手性分離中的應(yīng)用更為廣泛。

Li課題組[6]以β-CD為手性選擇劑,芴甲氧羰酰氯(FMOC-Cl)為衍生劑,建立了CE-MS同時(shí)分離檢測(cè)雙手性神經(jīng)遞質(zhì)分子3-羥基天冬氨酸的4種立體異構(gòu)體的方法,并在小鼠腦脊液樣品中檢測(cè)到微量L-蘇式-3-羥基天冬氨酸。該課題組[7]針對(duì)單一對(duì)映體價(jià)格昂貴、不易獲取的現(xiàn)狀,提出了利用CE與圓二色譜相結(jié)合進(jìn)行峰歸屬的新方法,該方法無(wú)需單一標(biāo)準(zhǔn)品,成功用于3-羥基天冬氨酸4種異構(gòu)體出峰順序的確認(rèn)。虞婕等[8]以β-CD為手性選擇劑對(duì)抑霉唑進(jìn)行手性拆分,同時(shí)采用堆積法在線富集,最優(yōu)條件下富集倍數(shù)達(dá)91～92倍。Balint等[9]通過(guò)五步相轉(zhuǎn)移催化法首次合成了七(6-O-甲基)-β-CD,將其用作CE手性添加劑分離亞甲基-二氧吡咯戊酮,取得了很好的分離效果。Sonnendecker等[10]利用設(shè)計(jì)的葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶實(shí)現(xiàn)了大量大環(huán)CD的合成,通過(guò)反相色譜分離可得到純度大于90%的含有10～12個(gè)葡萄糖單元的大環(huán)CD,并將其作為手性選擇劑用于氟伐他汀、氟甲喹羥哌啶、卡維地洛和伯氨喹4種手性藥物的CE分離。結(jié)果表明,含有10個(gè)和11個(gè)葡萄糖單元的CD具有更好的分離效果。Cucinotta等[11]合成了一種新的賴氨酸-橋連的半球CD,利用賴氨酸殘基將海藻糖加帽單元部分橋接至CD腔中,產(chǎn)生兩個(gè)帶有胺氮原子長(zhǎng)鏈的受體,其電荷可以根據(jù)溶液pH值的變化輕松調(diào)節(jié)。將該賴氨酸-橋連的半球CD作為手性選擇劑用于CE中,可成功分離5種手性藥物分子。Patel等[12]以季銨-β-CD為手性選擇劑,在堆積手性CE模式下,采用激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器增加檢測(cè)的靈敏度,相比于正常CZE模式,該方法可將檢測(cè)靈敏度提高480倍,成功用于單細(xì)胞中D-天冬氨酸和D-谷氨酸的檢測(cè)。

為了提高分離效果,越來(lái)越多的研究利用含有CD的雙選擇體系來(lái)提高手性分離效果。Papp等[13]以磺丁基-醚-β-CD和γ-CD組成的雙CD體系為手性選擇劑,在CE中手性分離了蘭索拉唑和雷貝拉唑兩種質(zhì)子泵抑制劑。Mu等[14]將共晶溶劑(DESs)作為添加劑加入到CD分離體系中,發(fā)現(xiàn)DESs的加入可將手性藥物佐匹克隆、沙丁胺醇和氨氯地平的分離度提高3.0～4.2倍。Svecova等[15]在CE分離西替利嗪手性藥物的過(guò)程中加入了D-葡萄糖,D-葡萄糖與硼砂形成的復(fù)合物可與磺化-β-CD形成雙選擇體系,從而將磺化-β-CD的用量減少15倍。Du課題組[16]首次建立了硫酸軟骨素D/羧甲基-β-CD(CSD/CM-β-CD)雙體系,將其加入CE背景緩沖液中,成功分離了6對(duì)堿性手性藥物。分子對(duì)接研究表明,在CSD/CM-β-CD體系中R/S對(duì)映體與手性選擇劑形成復(fù)合物的結(jié)合能差異以及氫鍵相互作用明顯大于單CM-β-CD體系,CSD與CM-β-CD的協(xié)同作用提高了分離效果。Hu等[17]制備了β-CD的銅復(fù)合物(β-CDCu2),并將其作為手性添加劑實(shí)現(xiàn)了11對(duì)β-阻斷劑的分離,分離效果優(yōu)于單獨(dú)使用β-CD。Men等[18]以γ-CD和Cu2+-D-苯丙氨酸組成的雙體系為手性選擇劑分離了西他沙星,在最優(yōu)條件下,該方法可測(cè)定含量低至0.1%的西他沙星立體異構(gòu)體雜質(zhì)。

1.2 手性離子液體手性選擇劑

離子液體是由正負(fù)離子組成的、在室溫下呈液態(tài)的有機(jī)鹽,具有電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性好、不易揮發(fā)、易與水和有機(jī)溶劑混溶等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)改變陰離子和陽(yáng)離子的組合形式,可設(shè)計(jì)合成多種特定功能的離子液體。近幾年,手性離子液體越來(lái)越多地應(yīng)用于CE手性分離中,既可以作為手性選擇劑單獨(dú)用于CE手性分離,也可與其他多種類型的手性選擇劑形成協(xié)同體系用于CE手性分離。

Du課題組[19]合成了四甲基銨-克林霉素磷酸離子液體，并用于CE中8對(duì)手性藥物的分離,這是首次將抗生素類離子液體單獨(dú)作為手性選擇劑用于CE手性分離中。Sedghamiz等[20]利用雜化M06-2X密度泛函理論分析了普萘洛爾對(duì)映體與1-丁基-3-甲基咪唑(T-4)-雙[(αS)-α-(羥基-O)苯乙酸根合-κO]硼酸鹽離子液體形成復(fù)合物的電子結(jié)構(gòu)和非共價(jià)鍵相互作用,證明了該手性離子液體在CE中的手性識(shí)別能力。

將離子液體與傳統(tǒng)手性選擇劑結(jié)合,已成為一種常見(jiàn)且有效的拆分體系。Du課題組[21]合成了3種氨基醇類手性離子液體N,N,N-三甲基-L-纈氨醇-雙(三氟甲烷磺酰)亞胺、N,N-二甲基-L-脯氨醇-雙(三氟甲烷磺酰)亞胺、N,N,N-三甲基-L-苯丙氨醇-雙(三氟甲烷磺酰)亞胺,并與羥丙基-β-CD(HP-β-CD)一同用于CE中,分離了6種手性藥物。結(jié)果表明,與單獨(dú)使用HP-β-CD相比,加入氨基醇類離子液體后手性藥物的分離效果顯著提高。Zhang等[22]將6種氨基酸類手性離子液體與分離能力較弱的α-CD結(jié)合用于5種手性藥物的分離,結(jié)果表明氨基酸類手性離子液體/α-CD協(xié)同體系可明顯提高分離效果,其中四甲基銨-L-精氨酸/α-CD協(xié)同體系分離能力最強(qiáng)。Greno等[23]以γ-CD和手性離子液體R-N,N,N-三甲基-2-氨基丁醇-雙(三氯甲烷磺酰)亞胺組成的協(xié)同體系為手性選擇劑,分離了9-芴甲氧羰基氯-高半胱氨酸(FMOC-Hcy)對(duì)映體,最優(yōu)條件下分離度可達(dá)3.8。核磁表征結(jié)果顯示,FMOC-Hcy的疏水官能團(tuán)插入γ-CD空腔內(nèi),離子液體也會(huì)進(jìn)入CD的疏水空腔內(nèi)與CD產(chǎn)生相互作用,從而增強(qiáng)分離能力。除了CD類手性選擇劑,手性離子液體還可與抗生素、多糖等組成協(xié)同體系提高手性分離效果。Du課題組[24]利用四甲基銨-乳糖酸離子液體與克林霉素磷酸酯(CP)組成的雙體系在CE中分離7種手性藥物,相比于單獨(dú)使用四甲基銨-乳糖酸或CP,四甲基銨-乳糖酸/CP協(xié)同體系的分離效果更好。該課題組還研究了糊精和兩種環(huán)狀離子液體(1-丁基-3-甲基咪唑(T-4)-雙[(2S)-2-(羥基-κO)-3-甲基-丁酸根合-κO]硼酸和1-丁基-3-甲基咪唑(T-4)-雙[(αS)-α-(羥基-κO)-4-甲基-苯乙酸根合-κO]硼酸)組成的雙體系[25],麥芽糊精和兩種氫基酸類手性離子液體(四甲基銨-D-泛酸和四甲基銨-D-奎尼酸)組成的雙體系[26],以及麥芽糊精與氨基酸類離子液四甲基銨-L-精氨酸組成的雙體系[27], 3種體系在CE分離中均表現(xiàn)出優(yōu)異的協(xié)同分離能力。該課題組采用分子對(duì)接研究手性識(shí)別過(guò)程,結(jié)果表明手性離子液體能增強(qiáng)目標(biāo)物與手性選擇劑之間的氫鍵作用力。加入離子液體后,目標(biāo)物與手性選擇劑形成復(fù)合物的吉布斯自由能減小,結(jié)合更穩(wěn)定,同時(shí)R/S-對(duì)映體與手性選擇劑的結(jié)合自由能差變大,這些都說(shuō)明手性離子液體在分離過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。表1總結(jié)了近三年手性離子液體協(xié)同分離體系在CE手性分離中的應(yīng)用。

1.3 其他手性選擇劑

除了CD及其衍生物以及手性離子液體外,冠醚、抗生素、多糖、手性功能化納米顆粒以及生物分子等在CE手性分離中均有應(yīng)用。

Hagele等[33]以(+)-18-冠-6-四羧酸為手性選擇劑,采用CE手段在15 min內(nèi)分離了15對(duì)新型精神類手性藥物。Lee等[34]以(18-冠-6)-2,3,11,12-四羧酸(18C6H4)為手性選擇劑,建立了CE-MS手性分離17種氨基酸的方法,其中11對(duì)氨基酸可實(shí)現(xiàn)基線分離,監(jiān)測(cè)離子為[氨基酸+18C6H4+H]+。Zhang等[35]和Jang等[36]分別以鏈霉素和強(qiáng)力霉素為手性選擇劑,利用CE手性分離了多種酸性藥物。張雪嬌等[37]采用L-半胱氨酸(L-Cys)對(duì)金納米顆粒(GNPs)表面進(jìn)行修飾得到絡(luò)合物L(fēng)-Cys-GNPs,以該絡(luò)合物為手性選擇劑,采用CZE模式對(duì)鹽酸異丙腎上腺素進(jìn)行手性拆分,在7 min內(nèi)分離度達(dá)到10.49。Liu等[38]則以鏈霉素修飾的GNPs為手性選擇劑,7 min內(nèi)分離了3種腎上腺素藥物,分離度最大可達(dá)7.5。Naghdi等[39]以麥芽糊精為手性選擇劑,在12 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)了曲馬多和美沙酮的手性分離,并檢測(cè)了其在藥片、尿液和血漿中的濃度。Quintana等[40]合成了L-半胱氨酸和N-乙酰-L-半胱氨酸功能化的手性碳硅烷樹(shù)枝狀大分子,并將其作為手性選擇劑加入到CE背景緩沖液中用于手性藥物的分離,由于存在多個(gè)手性中心,該分子在手性分離丙亞胺時(shí)效果與CD相當(dāng)。Tohala等[41]以DNA寡核苷酸為手性選擇劑在CE中分離了幾種手性分子,同時(shí)考察了序列長(zhǎng)度、堿基對(duì)組成等對(duì)分離的影響,為設(shè)計(jì)有效的DNA手性選擇劑提供了指導(dǎo)。陳麗等[42]以檸檬酸-Zn2+體系為非手性介質(zhì)電泳運(yùn)行液,采用非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器,分離檢測(cè)了D,L-異亮氨酸對(duì)映體,其分離度可達(dá)2.0。

表 1 手性離子液體協(xié)同分離體系Table 1 Chiral ionic liquids synergistic separation systems

α-CD:α-cyclodextrin; HP-β-CD: hydroxypropyl-β-cyclodextrin.

2 毛細(xì)管電色譜

CEC是毛細(xì)管電泳與液相色譜相結(jié)合形成的一種微分離技術(shù),該技術(shù)在手性分離領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。通過(guò)在毛細(xì)管柱內(nèi)填充或鍵合手性固定相,以電滲流為驅(qū)動(dòng)力,根據(jù)對(duì)映體在手性固定相和流動(dòng)相之間分配系數(shù)及電泳淌度的不同實(shí)現(xiàn)分離。CEC色譜柱是該分離模式的核心,根據(jù)固定相在毛細(xì)管內(nèi)的存在機(jī)制可分為填充柱、整體柱和開(kāi)管柱。

2.1 填充柱

CEC填充柱是將色譜填料填充于毛細(xì)管內(nèi),并通過(guò)燒結(jié)柱塞將固定相保存于柱內(nèi)的一種色譜柱。由于柱塞制備困難、重現(xiàn)性和選擇性差、樣品容量低等原因,填充柱的發(fā)展受到了一定的限制。

Fanali等[43]綜述了多糖類手性固定相制備的填充柱在CEC模式下分離手性對(duì)映體的進(jìn)展。近年來(lái),Fanali課題組以直鏈淀粉修飾的二氧化硅為手性固定相制備了多種填充柱。該組將直鏈淀粉3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯共價(jià)結(jié)合于硅膠上,填充于100 μm內(nèi)徑的毛細(xì)管內(nèi)制備填充柱,并對(duì)比了該填充柱在納升液相色譜、CEC、壓力輔助CEC中的應(yīng)用[44]。結(jié)果表明,在分離8對(duì)手性黃烷酮衍生物時(shí),壓力輔助CEC下施加2.5 kV電壓和1 MPa柱內(nèi)壓力時(shí)填充柱的柱效最高,分析時(shí)間少于20 min。該課題組[45]以3,5-二甲基苯氨甲?；?CD修飾的氨基功能化球形有序介孔二氧化硅為手性固定相,有效分離了手性黃烷酮及其甲氧基和羥基衍生物。D’Orazio等[46]將直鏈淀粉三(3-氯-5-甲基苯氨基甲酸酯)共價(jià)結(jié)合于二氧化硅上并填充于毛細(xì)管內(nèi)用于分離中性及弱酸性手性化合物。對(duì)比納升液相色譜和CEC兩種微型分離技術(shù)的分離結(jié)果,CEC模式下可產(chǎn)生充足的電滲流,分離時(shí)間合理,分離效率更高。

2.2 整體柱

CEC整體柱是在毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行原位聚合制備得到的色譜柱。整體柱相比于填充柱,具有通透性好、傳質(zhì)速率快、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。

Xu等[47]合成了一種共價(jià)有機(jī)框架席夫堿網(wǎng)狀物-1(SNW-1),并將其加入到基于纖維素酶(cellulase)的聚(甲基丙烯酸失水甘油酯(GMA)-共-乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA))中形成cellulase@poly(GMA-EDMA-SNW-1)整體柱。該整體柱用于分離8對(duì)不同類型的手性藥物時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)良的對(duì)映體分離性能,這不僅得益于SNW-1的高表面積,而且還與SNW-1可提供共軛結(jié)構(gòu)和豐富的氨基從而增加與待分析物之間的相互作用有關(guān)。Park課題組[48]以正丁醇鋯為前體,磷酸克林霉素和紅霉素的氨基甲酸酯化衍生物為共前體,通過(guò)原位溶膠-凝膠方法制備了手性有機(jī)-氧化鋯雜化整體結(jié)構(gòu)。該柱在非水相CEC模式下成功分離了6對(duì)酸性藥物。該課題組[49]還制備了克拉霉素-氧化鋯雜化整體柱,該柱可實(shí)現(xiàn)10對(duì)酸性手性藥物的基線分離。

2.3 開(kāi)管柱

CEC開(kāi)管柱是將不同功能和形態(tài)的固定相涂覆或鍵合在毛細(xì)管內(nèi)壁上形成的色譜柱。相比于整體柱和填充柱,開(kāi)管柱不需要柱塞和顆粒填充,從而減少了氣泡生成,也不需精確優(yōu)化聚合物和致孔劑的比例,因此制備簡(jiǎn)單,操作方便。但開(kāi)管柱也具有相比低、柱容量小的缺點(diǎn),因此研究者通過(guò)管壁刻蝕技術(shù)、溶膠-凝膠技術(shù)、多孔聚合材料涂層技術(shù)以及在管壁內(nèi)修飾納米顆粒、石墨烯材料、金屬有機(jī)框架材料以及生物材料等方式來(lái)增加涂層表面積從而增大相比和柱容量。

Feng等[50]通過(guò)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)制備了4種嵌段共聚物,并將其涂敷于毛細(xì)管壁制成開(kāi)管柱。其中共聚物順丁烯二酸-苯乙烯-N-異丁烯酰基-L-組氨酸甲酯涂覆的開(kāi)管柱效果最好,可與背景緩沖液中的游離配體L-組氨酸形成雙體系,協(xié)同分離7對(duì)手性氨基酸。Guo等[51]以CuSO4/H2O2為引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)了L-多巴在毛細(xì)管內(nèi)壁的快速聚合和沉積,通過(guò)該方法制備的開(kāi)管柱性能穩(wěn)定,可實(shí)現(xiàn)手性胺類藥物、神經(jīng)遞質(zhì)和氨基酸等多種手性分子的分離。Li課題組[52]進(jìn)行了有序介孔材料的制備及應(yīng)用研究,成功合成了鍵合β-CD官能團(tuán)、粒徑大小分布均勻的球形介孔材料。以亮氨酸、脯氨酸對(duì)映體為分離對(duì)象,利用該材料進(jìn)行CEC分離,結(jié)果表明所制備的β-CD修飾的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料有效提高了分離方法的選擇性。

Du課題組[53]制備了β-CD和聚甲基丙烯酸縮水甘油酯納米顆粒(PGMA-NPs)修飾的開(kāi)管柱,主要步驟為先將GMA涂布于毛細(xì)管內(nèi)壁形成觸須狀涂層,然后將分散聚合法制備的PGMA-NPs固定在涂層上,最后通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將乙二胺-β-CD共價(jià)結(jié)合到PGMA-NPs上。該開(kāi)管柱相比于單層CD-PGMA和CD-GMA柱,在分離心得安、氨氯地平和美托洛爾3種對(duì)映體時(shí)表現(xiàn)出更為優(yōu)越的性能。該課題組[54]還將β-CD和單-6-脫氧-6-(1-甲基咪唑)-β-CD甲苯磺酸鹽修飾的磁納米顆粒修飾到毛細(xì)管壁上,成功分離了6對(duì)丹酰氯(Dns)衍生的氨基酸。Zhou等[55]則制備了以巰基-β-CD-聚多巴胺-GNPs為固定相的開(kāi)管柱,并用于7對(duì)手性藥物的分離。Geng等[56]通過(guò)靜電相互作用將沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)修飾于毛細(xì)管內(nèi)壁,以L-谷氨酸為手性配體,實(shí)現(xiàn)了D-、L-苯丙氨酸的基線分離。Pan等[57]合成了一種類似DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的均一手性沸石金屬有機(jī)框架材料(ZMOF JLU-Liu23),將其作為固定相成功實(shí)現(xiàn)了4對(duì)手性一元胺神經(jīng)遞質(zhì)的分離。Du課題組[58]通過(guò)共價(jià)作用將氧化石墨烯固定到毛細(xì)管內(nèi)壁,以甲基-β-CD為手性選擇劑,分離了萘普生、華法林和普拉洛芬3種手性藥物,并通過(guò)分子對(duì)接模擬法研究分離過(guò)程。

將生物類大分子作為涂層制備開(kāi)管柱用于CE手性分離也取得了不錯(cuò)的效果。Du課題組[59]以磷脂囊泡傳遞體為涂層材料制備了毛細(xì)管柱,加入羧甲基-β-CD后可實(shí)現(xiàn)3種堿性藥物的分離,相比于未修飾的毛細(xì)管柱分離效果更好,說(shuō)明傳遞體可有效提高手性分離效率。Fu等[60]首次將大腸桿菌作為固定相黏附于毛細(xì)管內(nèi)壁,該開(kāi)管柱可用于CE中分離氧氟沙星對(duì)映體。Sun等[61]制備了溶菌酶組裝超分子膜涂布的毛細(xì)管柱,該柱手性分離效果較好,穩(wěn)定性能優(yōu)越,連續(xù)使用100次,分離效率沒(méi)有明顯下降,證明了基于黏附蛋白質(zhì)超分子膜涂覆方法的可行性。

3 膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜

MEKC作為毛細(xì)管電泳的重要分離模式之一,利用其進(jìn)行手性分離時(shí),被分離的對(duì)映體在手性膠束或非手性膠束與手性選擇劑形成的準(zhǔn)固定相上進(jìn)行多次分配,從而達(dá)到分離的目的。

Perez-Miguez等[62]以茴二氧基硫酰氯(FLEC)為手性衍生劑,全氟辛酸銨為假固定相,在MEKC模式下6 min內(nèi)分離了硒代蛋氨酸,分離度達(dá)到4.4。Morris等[63]探究了基于氨基酸的分子膠束聚(十一烷基-L-亮氨酸-亮氨酸鈉)(poly(SULL))作為手性選擇劑用于CE中手性分離6對(duì)手性化合物的機(jī)理。分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明,poly(SULL)含有6個(gè)手性位點(diǎn),分子內(nèi)氫鍵在手性識(shí)別過(guò)程中起重要作用。Ghiasvand等[64]提出通過(guò)膠束和CD堆積作用富集分析物的方法,在該體系中堆積作用發(fā)生于十二烷基硫酸鈉(SDS)和γ-CD交界面,SDS-CD復(fù)合物的形成導(dǎo)致包覆于SDS中的分析物釋放,從而起到富集作用,其機(jī)理見(jiàn)圖1。通過(guò)增加CD的進(jìn)樣時(shí)間,可實(shí)現(xiàn)撲爾敏和苯氧酸除草劑的手性分離。Prior等[65]將β-CD作手性選擇劑,SDS作假固定相,成功分離了16對(duì)氯甲酸-9-芴基甲酯衍生的蛋白類氨基酸和12對(duì)茴二氧基硫酰氯衍生的蛋白類氨基酸,并通過(guò)熒光檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了腦脊液中微量D-氨基酸的高靈敏檢測(cè)。Creamer等[66]以γ-CD和牛黃膽酸鈉膠束為背景緩沖液分離了13種5-羧基熒光素琥珀酰亞胺酯衍生化的中性手性氨基酸,以單獨(dú)的γ-CD為手性選擇劑分離了酸性手性氨基酸,利用建立的CE方法可區(qū)分非生物體系來(lái)源的氨基酸和生物體系來(lái)源的氨基酸。

圖 1 手性膠束電動(dòng)毛細(xì)管電泳模式下膠束-CD堆積機(jī)理[64]Fig. 1 Mechanism of micelle to CD stacking in chiral micellar electrokinetic chromatography[64] BGS: background solution(0.5 mol/L phosphoric acid, 0.2 mol/L sodium dodecyl sulfate); MCDS: micelle-to-cyclodextrin stacking; MEKC: micellarelectrokinetic chromatography.

4 結(jié)論與展望

截至目前,CE在手性化合物的分離分析中仍然具有不可替代的作用和應(yīng)用前景。CD及其衍生物仍是應(yīng)用最廣泛的手性選擇劑,與此同時(shí),研究人員也在不斷開(kāi)發(fā)新的手性選擇劑,其中手性離子液體在CZE模式中應(yīng)用較多,新型手性功能化材料,如GNPs、金屬有機(jī)骨架材料以及生物類大分子等在CEC模式下應(yīng)用較多。此外,越來(lái)越多的研究采用分子模擬、核磁等手段對(duì)手性分離機(jī)理進(jìn)行探究。未來(lái)CE在手性分析方面的研究仍將在以下幾個(gè)方面展開(kāi):(1)開(kāi)發(fā)特異性更強(qiáng)的新型手性選擇劑、新型手性材料和生物類大分子等,建立高選擇性的CE手性分離方法;(2)借助量子化學(xué)計(jì)算等理論手段以及核磁和質(zhì)譜等先進(jìn)儀器,深入探究手性分離機(jī)理,為新型手性分離方法的開(kāi)發(fā)提供理論支持和指導(dǎo);(3)擴(kuò)展CE在食品、藥品、環(huán)境、生命科學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。