手性一词来源于希腊语“手”(Cheiro)。自然界中存在的手性物质是指具有一定构型或构象的物质与其镜像物质不能互相重合,就象左手和右手互为不能重合的实物和镜象关系类似。手性是宇宙间的普遍特征,体现在生命的产生和演变过程中。首先组成地球生命体的基本结构单元,氨基酸几乎都是左旋氨基酸,而没有右旋氨基酸。也就是说,生命基本的东西也有左右之分。为什么自然界选择左旋氨基酸而不是右旋氨基酸
手性分离
手性一词来源于希腊语“手”(Cheiro)。自然界中存在的手性物质是指具有一定构型或构象的物质与其镜像物质不能互相重合,就象左手和右手互为不能重合的实物和镜象关系类似。手性是宇宙间的普遍特征,体现在生命的产生和演变过程中。首先组成地球生命体的基本结构单元,氨基酸几乎都是左旋氨基酸,而没有右旋氨基酸。也就是说,生命基本的东西也有左右之分。为什么自然界选择左旋氨基酸而不是右旋氨基酸作为生命的基本结构单元一直是个迷。而更加复杂的蛋白质和DNA的螺旋构象都是右旋的。海螺的螺纹和缠绕植物也都是右旋的。因此生物体内存在着手性的环境,使得生物体可以识别常规化学和物理性能完全一样的手性异构体分子。作用于生物体内的手性药
l物及农
l药,其药
l效作用多与它们和体内靶分子间的手性匹配和手性相关。因此,手性药
l物的不同对映异构体,在生理过程中会显示出不同的药
l效。甚至会出现一种对映异构体对治
l疗有效,而另一种对映异构体表现为有害性质这种现象。
手性化合物可通过物理吸附或化学键合的方式固定到多孔固相载体表面,对应体由于与固定化的手性分子形成非对映异构体络合物的结合能力差异而达到拆分,这样的固定相称手性固定相又称手性色谱填料。一个有效的手性填料应当具有能够分离对映体,测定对映体的纯度,尽可能适应多种类型的对映体的分离;应当具有较高的对映体分离选择性和柱容量。目前手性色谱填料主要是在多孔二氧化硅基球上涂覆或键合带有手性结构的生物材料如功能化纤维素,直链淀粉,大环抗
l生素,环糊精等制备的。所有这些手性材料中,纤维素和直链淀粉型色谱填料使用很普遍。手性化合物的色谱分离技术已被广泛地用于手性分子的分离和检测。手性色谱填料基本上是由日本的D公司一家独霸,当其它常规色谱柱每根只卖几千元人
l民币时,而一根装有2.5克的手性填料的色谱柱价格超过1万元人
l民币,因此每公斤的手性色谱填料装成柱子可以卖到几百万人
l民币的价格。
首先让我们看一下我们化学家是如何做的?对于一个微观分子世界,化学家就是上帝之手,现代科学发展到足可以让化学家设计和创造很多结构复杂的分子,只不过化学家在创造这些分子时往往没有上帝之手的灵巧和能力,化学家创造的分子会经常同时形成一对有互为镜像关系(对映体)的分子。这种对映体分子就象左右手关系一样,左手的镜像就是右手,但左右手永远无法重叠,因此这种对映体分子也就叫手性分子。
一方面化学家在不断学习上帝之手希望在创造分子时只做成一种构像的分子而不希望有另外一种构象分子的存在。虽然这一对对映体的分子所有物理化学性能都一样,但当这一对分子与具有手性结构的生命体结合时,可能只有一种构象的分子在起作用,另外一种构象的分子却没有作用甚至起反作用。就像有一些手性药
l物分子,其中只有一种构象分子可以治
l病,另外一种不仅不能治
l病而且可能致病。20世纪50至60年代初的“海豹婴儿”事件,就是因为孕妇在怀孕期间因服用“反应停”而导致的惨痛教训,因其药
l物中“反应停”的一种构象具有镇静作用,而另外一种构象对胚胎有很强的致畸作用。
苏州纳微科技股份有限公司专门从事高l性能纳微球材料的研发、生产和销售,拥有微球精准制备自主核心技术,致力于成为的纳微米球产品与应用的。
突破手性色谱填料的制造壁垒,不仅要解决大孔硅胶基球生产问题,还要解决纤维素和直链淀粉生产及其衍生化工艺问题;有了硅胶基球及手性材料后,还要解决涂覆和偶联工艺问题。纤维素和淀粉通常是极为常见而丰富的物质,但能够满足手性色谱填料制备要求的纤维素和淀粉却极难获得,尤其是直链淀粉。全世界上只有日本的一家公司可以买到,但其价格超乎一般人的想象,每公斤直链淀粉的价格高达60万整。之所以日本公司可以在手性色谱填料长期占据垄断地位,其中的一个原因就是日本产业链比较完善。日本既有专门供应直链淀粉的厂家,也有专门供应大孔硅胶的厂家。而其它的公司如果要生产手性色谱填料不仅要解决大孔硅胶制备技术难题,还要解决直链淀粉的生产供应问题。有了这些材料之后还要解决了涂覆工艺及应用技术问题。因此其难度可以想象,这也就是为什么世界许多色谱公司和精英前仆后继去挑战这些技术,却无法撼动日本公司的垄断地位。
(作者: 来源:)