摘要：對近年來高效液相色譜手性固定相的研究進行了綜述。重點介紹了手性固定相的分類、拆分機理和應用的新進展。討論了各類手性固定相優缺點，提出了目前存在的問題、今后的研究方向和重點。
關鍵詞：高效液相色譜;手性固定相;拆分機理
隨著生物工程和生物科學的發展，手性拆分和測定引起了人們的普遍關注。盡管對映體間物理化學性質幾乎完全相同，但它們的生化和藥理作用卻往往不同。這是因為生物本身內部的核酸、蛋白質及多糖都具有與其功能相適應的結構，它們常常對揚長避短一化合物的兩種對映體表現出不同的響應。例如具有鎮靜作用的反應停(thalidomide，酞胺哌啶酮)，其有效成分是R構型，而S構型則具有致畸作用?。據統計，常用的2OO種藥物中，大約有120種至少含有一個手性中心。而這些手性藥物中有
80%～90%以外消旋體形式在市場銷售，存在巨大的潛在危險性。因此，對映體的拆分與識別對于生命科學和藥物化學研究以及人類的健康具有十分重要的意義。
目前用于手性分離的方法主要有毛細管電泳法、薄層色譜法、亞臨界及超臨界流體色譜法、氣相色譜法和液相色譜法。近年來，高效液相色譜法取得了令人矚目的進展，已成為對映體拆分強有力的手段之一。而其中所用的手性固定相的是能否進行手性分離的關鍵。
l 手性固定相的分類
雖然液相色譜常被分為不同的分離模式，但實質上所有的分離模式都基于兩個最基本的因素：即固定相的結構和組成，以及決定分離機理的固定相與流動相相互作用的性質。因而手性固定相(CSP)的制備則是手性分離的關鍵。目前所研究的HPLC-CSP主要可分為下列幾類：
1.1 蛋白質手性親和固定相
多數蛋白質CSP的分離機理目前尚不十分清楚，但是蛋白質CSP的手性識別能力可以歸結為它們獨特的空間立體結構特征。尤其是在對映體的手性識別過程中，三級結構所造成的疏水性口袋、溝槽或通道對手性拆分具有十分重要的意義。
七十年代初已有人將牛血清白蛋白鍵合在瓊脂糖上，制成液相色譜用手性填料，拆分了DL-色胺酸。八十年代初，Alhnmark和Hellnanssor分別將BSA和a-酸性糖蛋
(a-AGP)鍵合到微粒硅膠上制成HPLC用的CSP，商品名為Resolvosil和Enantio Pac。Hermanssor和Schill等以Enantio
Pac柱拆分了酸、胺和β-氨基醇類藥物如萘普生、雙異丙吡胺、麻黃素、可卡因、阿托平等幾十種藥物，拆分效果良好，分離系數(a)可達1.1～4.0，柱的穩定性好，對溫度和有機溶劑有較好的耐受性，長期保存在異丙醇中(12個月)，對拆分效果無明顯影響。Resolvosil柱可用于拆分氨基及其衍生物、芳香亞砜、二苯乙醇及多種藥如安定、華法林等。在國內，張鵬等用萬古霉素制備的手性固定相用于對布洛芬手性對映體的拆分，也取得了不錯的效果。周華等用L-脯氨酸衍生的衍生物作為高效液相色譜手性固定相，用于對4種N-3，5-二硝基苯甲酰-DL-氨基酸甲酯對映體色譜拆分，結果顯示對映體選擇性在
1.04一1.18之間。蘭州化學物理研究所的候經國在這一方面也做了深入研究。
1.2 環糊精型手性固定相
手性固定相拆分對映體的另一途徑是將手性空穴鍵合到固定相表面，由此產生的客體-受體間的相互作用決定對映體的拆分效果。最常用的是環糊精手性固定相，環糊精手性固定相的分離機理主要基于包含型絡合過程，這一機理表示分子的非極性部分被吸引到非極性空穴中，當被分離的分子存在芳香基團時，由于芳香基團與糖苷鍵上氧原子的作用產生立體選擇的趨向，而線性或無環的烷烴以隨機方式占據環糊精的空穴。
Ward將β-CD通過6～10碳的間隔基鍵合到微粒硅膠上，商品名Cyclobond
I。這種CSP象切去頂端的錐形圓筒，邊緣有羥基，內部為疏水性的內腔，只有當分子的大小正好使非極性部分進入腔內，極性基團與邊緣的羥基產生較強的作用才能拆分。某些具有萘環和雙環化合物可得到良好的拆分，如丹酰氨基酸、巴比妥類、乙內酰脲、金屬茂等。單環化合物如扁桃酸、酪氨酸、麻黃素等也可拆分，使用范圍廣，僅次于Pirkle型GSP。流動相為甲醇-水或乙睛-水，γ-CD無拆分作用，a-CD僅對小分子有拆分作用。唐課文等合成了一種烷基化和硅烷化β-環糊糖手性固定相，用其分離了醇、酮、烯烴等一些對映體，取得了很好的效果。辛梅華等人將β-環糊精進行了乙酰化用于對腎上腺素類對映體的測定，也得到了不錯的結果。
1.3 配體交換型固定相
這類手性固定相拆分對映體與手性配體流動相的拆分機理相同，只是手性配體鍵合到固定相基質成為手性固定相而已。其配體分子亦為具有手性活性的氨基酸如脯氨酸，金屬離子多用Cu2+。Davank0v將L-脯氨酸鍵合到樹脂上，經吸附CU(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)或Zn(Ⅱ)后，可拆分氨基酸對映體。Gubity將L-脯氨酸和L-纈氨酸通過間隔基鍵合到硅膠上，制成HPLC用
CSP，以CuSO4水溶液處理后即可用于氨基酸和二肽類的拆分。此類CSP已有四種商品：Chiracel WH，WM和Chiral
hypro-Cu，Val-Cu。除上述氨基酸外，用為CSP鍵合基的尚有：L-l，2-二氨丙烷、β-羥基氨基酸、l-麻黃素、L-組氨酸、L-苯丙氨酸、L-氮雜-2-環丁烷羧酸、L-酒石酸、L-2-哌啶酸、及(一)-反-1，2-環已二胺。拆分化合物包括氨基酸、二肽、a-羥基酸及有關藥物如a-
甲基多巴、甲狀腺激素等，a值1.10—8.0，配位基交換色譜的流動相多為水或磷酸、乙酸氨緩沖液，有時加入一定量的有機溶劑(乙腈)。為防止銅離子的流失，在流動相中加入適當的CuSO4，此類CSP亦可用于制備性分離。
1.4 高聚物手性固定相
HPLC聚合物CSP包括天然的聚糖類衍生物和合成的高分子手性聚合物。聚糖類手性聚合物主要包括纖維素、淀粉的衍生物(乙酯、苯甲酸酯、氨基甲酸酯)，作為HPLC的CSP廣泛應用于對映體手性拆分，其中特別是苯基氨基甲酸酯衍生物具有較高的應用價值而廣泛研究。這類手性固定相的優點除了作為天然的光學活性物質容易得到外，它們的葡萄糖單元的羥基易被取代和官能團化，且該類CSP的載樣量大，在大規模制備級色譜應用上有很大潛力。
1973年，Hesse和Hagel
首先制備了微晶纖維素三醋酸酯(CTA)，研究表明：在多相條件下制備的CTA具有較好的手性識別能力，這種手性識別能力來源于纖維素的晶體結構本身。當微晶纖維素三醋酸酯溶解于溶劑并涂漬在硅膠上時，其手性識別能力不同于原來的微晶纖維素，對某些對映異構體的光學拆分洗脫順序是完全相反的，比如
Troger堿，這種變化主要是由于在溶劑中的CTA性能與微晶結構時的CTA大不相同所致。
當各種纖維素酯、纖維素三苯甲酸酯及其衍生物涂漬在硅膠上時顯示出較高的手性識別能力，根據三點作用原理，該類纖維素衍生物中最重要的手性作用位點是羰基，羰基與具有羰基的對映體通過偶極一偶極相互作用，與具有羥基或氨基的對映體發生氫鍵作用。通常.在纖維素的衍生物中大都還引入苯基，這有利于提高手性識別能力，常見的纖維素三苯甲酸酯的苯壞上取代基團有：2-CH3、3CH3、4CH3、4-OCH3、4-C(CH3)3、4-F3、3，4-(CH3)2、3，5-(CH30)2、3，5-
C12等。
在所有的纖維素衍生物中，3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯顯示出優越的手性識別能力。Okamato等曾用3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯作固定相對510種旋光物質進行拆分，這就是說，大約有60%的旋光物質能在3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯上進行拆分。
直鏈淀粉與纖維素一樣也是d-葡萄糖單元構成，但直鏈淀粉被認為d-葡萄糖單元a鍵上存在一個螺旋結構而致使其結構更有序;同時，直鏈淀粉衍生物的手性識別能力與纖維素衍生物存在很大的差別。直鏈淀粉苯甲酸酯手性識別能力低，而三(3，5-二甲基苯氨基甲酸酯)即Chiralpak
AD對絕大部分對映體顯示最高的手性能力，X-射線結果分析表明，直鏈淀粉三(苯基氨基甲酸酯)有一個左端4折螺旋線。纖維素和直鏈淀粉手性識別能力不同的原因可能是由于葡萄糖單元構象不同，結構有序性存在差異。
Yashima等把直鏈淀粉的3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯衍生物區域選擇性鍵合到硅膠上作為HPLC手性固定相結果表明：6-位鍵合到硅膠上比2-、3-位鍵合具有較高的手性拆分能力，但鍵合型比涂敷型CSP拆分能力低。
Vinegar等認為將上述衍生物鍵合到硅膠上作為CSP可采用四氫呋喃和氯仿作流動相，可克服涂敷型CSP在此類流動相中溶解的問題。
Chankvetadze
等討論了直鏈淀粉的二甲基-、二氯-和氯甲基苯基氨基甲酸酯CSP的分離性能，表明直鏈淀粉的5-氯-2-甲基苯基氨基甲酸酯比相應的二甲基和二氯衍生物手性識別能力高;在苯基的2-位引入甲基，增加鍵合NH的比例，意味著增加吸著點的數目，同時降低了手性聚合物的規則性，但引入氯降低吸著點酸度，減弱對映體NH基相互作用。苯基氨基甲酸酯的2，5-甲基氯基衍生物優于相應的二甲基、二氯基衍生物，可能是上述作用平衡的結果;通過2-氯基與5-甲基比較表明Nit基的酸度對分子內的影響比作為吸著點與對映體相互作用更重要。
另一類手性聚合物是合成的高分子化合物，如三苯甲基丁烯酸酯類聚合物，因其螺旋結構而具手性。聚合物CSP的手性識別主要由于手性聚合物的高度有序結構，因此僅從聚合物的單體預測它們的性識別機理是困難的。三苯甲基丁烯酸酯類聚合物依靠其單向螺旋鏈獲得旋光性，Okamoto將其涂于硅膠上，得到的CSP對剛性平面結構樣品有良好的立體選擇性，可用于酯、烴類、酰胺和含磷化合物的拆分。螺旋結構的固定相可能由于立體效應而產生拆分作用，當對映體依附在螺旋的不同層次，保留值不同產生手性拆分。
2 手性固定相的發展趨勢
隨著人們對手性化合物在醫學工業和人體代謝方面重要性的了解，手性對映體的分離分析將會越來越重要。通過鍵合或者涂敷于硅膠上而制得的單一的聚合物作固定相的很少。這是因為一般的有機聚合物雖然耐pH范圍廣，化學穩定性高，但其剛性大減。采用無機微粒作載體，外面包覆聚合物層制得的固定相兼有普通聚合物的優點，又具有無機載體的剛性，從而使這類固定相得到了廣泛研究，這也是高效液相色譜手性固定相的將來發展的個重要的方向。
由于外消旋體主要差異僅僅在于它們的立體化學構型，因此，HPLC的CSP對其手性識別能力也直接與映體本身的幾何形狀有關，對映體除了同CSP形成不穩定的復合物外。固定相的手性空間也是重要因素，性識別能力除了上述聚合物本身的結構特征外。其它多種因素如涂層溶劑、溶液pH值、操作溫度等都會產生大的影響。
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