SFC/LC切换系统对手性分子分离条件的筛选

Isabelle Spenner 0 2021-02-26

分享到

在复杂的手性化合物分析中，选择正确的色谱柱是一件非常苛刻、耗时的事情。特有的SFC/LC系统将不同的分离模式组合起来，则能够在一夜之间就完成了这项任务。

左撇子都遇到过这样的“麻烦”，越想快一点剪下一纸上的一个图案，就越觉得手中的剪子不好使，其实这并不奇怪，因为大多数剪刀都是按右撇子使用习惯设计的。虽然左手和右手看起来是一样的，但它们却有着很大的差异，这就是手性。

左撇子只是用剪刀会有些不习惯，但不会造成严重的后果，而在药物分析中则不同了，手性分子选择错误会产生非常严重的后果。药物中的每种成分其性质都是不同的，无论是气味还是口感，甚至毒性都是有很大差别的。20世纪50年代，当时德国新生儿中出现了许多畸形，事后证明，这些畸形儿都是因为孕妇服用了一种叫做沙利度胺的药物，这种药物可以抑制孕妇怀孕期间产生的妊娠反应。虽然这种药物中的一种对映体能帮助孕妇抑制妊娠反应，起到镇静作用，但其镜像分子则会导致婴儿畸形。因为这一事件，科学家们终于搞清楚了镜像分子的差别看似非常微小，但带来的结果却大相径庭。

对于生物大分子来讲，区分生物大分子的手性是一项非常困难的事情，因为它们的结构相似，其物理性质和化学性质也几乎是一样的，因此只能利用特殊的色谱分析技术才能检测区分出它们的对映体。

手性分子分离方法的研发、选择

而现代化的检测分析系统则比单一的色谱分离系统有了更大的进步。超临界流体色谱技术/高效液相色谱技术(SFC/LC)分析系统利用一个切换模式就将两个不同的分离系统结合到了一起，实现了在SFC和LC两种分离系统之间的切换。SFC与LC相结合将对手性分析方法的开发、选择有着非常重要的意义。

Shimadazu公司的Nexera UC/s切换系统，证明了SFC/LC切换系统在对映体分离中的优异性能。在SFC/LC系统中，补充了二氧化碳泵，补充的二氧化碳泵能够使液态的二氧化碳达到超临界流体状态。同时，系统中还专门增加了一个保持系统压力稳定的背压阀，保证液态二氧化碳在流经色谱柱时仍然保持超临界状态，然后通过减压释放再返回到气体状态。

图1 奥美拉唑对映体的拆分筛选色谱图

验证实验中，实验人员用了六根不同的手性分离柱和三种不同的溶剂来分离药物奥美拉唑和华法林的对映体混合物（外消旋体）。专门的方法开发软件按照同一序列表测试了36种不同的色谱条件。利用上述不同色谱条件得到的色谱图，如图1所示。两种分离系统所使用的色谱条件都尽可能的完全一致，由于二氧化碳有着很好的扩散性，因此使用的流速和色谱柱尺寸还是略有不同。从色谱图中可以看出，溶剂和固定相对手性分子的分离具有很大的影响，高效液相色谱和超临界流体色谱两种不同分离技术有着不同的选择性。分离结束后，会自动的完成色谱柱的清洗，因此对映体的分离条件就可以在一个晚上的时间里得到了优化。

SFC并不是所有手性分子的理想分析方法

原则上，SFC分离技术是最适合于对映体的分离方法，但是，选择合适的色谱柱和溶剂并不是一件容易的事情，尤其是像分离手性化合物这样复杂的分离任务。在上述的两种药物有效成分对映体的分离实例中，清楚地表明：超临界流体色谱技术适用于华法林的对映体拆分筛选，而奥美拉唑的最佳分离方法却是高效液相色谱技术，见图2。