手性藥物分離分析技術(shù)概況

關(guān)于手性藥物分離分析技術(shù)概況第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一手性藥物概念

手性藥物是光學(xué)純的化學(xué)物質(zhì)。光學(xué)純物質(zhì)因?yàn)槟苁蛊矫嫫窆庑D(zhuǎn)一定角度，所以也稱為旋光性物質(zhì)。一對(duì)對(duì)映體中如果使平面偏振光左旋轉(zhuǎn)，就稱為左旋物質(zhì)。反之則稱為右旋物質(zhì)。如果這對(duì)旋光異構(gòu)體等量混合，則不產(chǎn)生旋光，稱為外消旋。用光學(xué)純的化學(xué)物質(zhì)作為藥物則稱為手性藥物。

第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

自然界存在各種各樣的手性現(xiàn)象。在機(jī)體的代謝和調(diào)控過程中所涉及的物質(zhì)，比如蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、核酸、酶等重要基礎(chǔ)物質(zhì)，都是手性的，都具有極強(qiáng)的手性識(shí)別能力。在這樣一個(gè)手性環(huán)境中，手性藥物在生物體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄均體現(xiàn)出立體選擇性，手性藥物的不同對(duì)映體間往往顯示出不同的藥理學(xué)和毒理學(xué)特性以及不同的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

當(dāng)前大多數(shù)藥物是以外消旋體的形式出現(xiàn)。但在美國(guó)FDA，歐盟和日本相繼采取了相應(yīng)措施規(guī)范手性藥物市場(chǎng)之后，近年來單一對(duì)映體藥物市場(chǎng)每年以20%以上的速度增長(zhǎng)。手性拆分成為了熱門的研究課題。

第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一手性藥物的分離分析技術(shù)

為了深入探討手性藥物的兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體各自的生理和藥理作用及臨床應(yīng)用，對(duì)映體的拆分和測(cè)定技術(shù)的研究越來越引起人們的普遍關(guān)注。在各種分離分析技術(shù)中，現(xiàn)代色譜分離分析技術(shù)在對(duì)映體的分離與測(cè)定方面顯示出巨大的優(yōu)越性。第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一手性藥物分離分析技術(shù)1.高效液相色譜(HPLC)2.氣相色譜(GC)3.毛細(xì)管電泳(CE)4.超臨界流體色譜(SFC)5.毛細(xì)管電色譜拆分法（CEC）第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一HPLC

CMPA法直接法

GSP法間接法

前者直接以手性流動(dòng)相(CMPA)或手性固定相(CSP)進(jìn)行分離;后者是對(duì)映體混合物用手性試劑作柱前衍生,形成一對(duì)非對(duì)映體.然后以常規(guī)固定相分離,該法亦稱作手性衍生化試劑法(CDR)。CDR法是將不對(duì)稱中心引入分子內(nèi),而CMPA法和CSP法則是將不對(duì)稱中心引入分子間。第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一CMPA法

CMPA法是將手性選擇劑添加到流動(dòng)相中,利用手性選擇劑與藥物消旋體中各對(duì)映體結(jié)合的穩(wěn)定常數(shù)不同,以及藥物與結(jié)合物在固定相上分配的差異,實(shí)現(xiàn)對(duì)映體的分離。第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一優(yōu)點(diǎn)與不足

此法的優(yōu)點(diǎn)在于:不需對(duì)樣品進(jìn)行衍生化,可采用普通的色譜柱,手性添加劑可流出,也可更換,同時(shí)添加物的可變范圍較寬。不足之處為易引起高柱壓，系統(tǒng)平衡時(shí)間較長(zhǎng),添加劑消耗較大第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一常用的手性流動(dòng)相添加劑

目前常用的手性流動(dòng)相添加劑有:環(huán)糊精(CD)及其衍生物、配位基手性選擇劑(手性配合試劑多為氨基酸及其衍生物,配位金屬多為Cu2+)、手性離子對(duì)添加劑、蛋白質(zhì)、大分子抗生素。

第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

GSP法

CSP法是由擔(dān)體鍵合高光學(xué)純度的手性異構(gòu)體制作而成。在拆分中GSP直接與對(duì)映體相互作用,而其中一個(gè)生成具有不穩(wěn)定的短暫的對(duì)映體復(fù)合物,造成在色譜柱內(nèi)保留時(shí)間的不同,從而達(dá)到分離的目的。

第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一常用的手性固定項(xiàng)

目前常用的手性固定相有:吸附型手性固定相(包括手性聚合物固定相和氨基酸手性固定相)、電荷轉(zhuǎn)移型固定相(如四硝基-9-亞芴基氧化丙酸)、模擬酶手性固定相、配體交換手性固定相、蛋白質(zhì)手性固定相、冠醚類手性固定相等。第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一CDR法

CDR法是將藥物對(duì)映體先與高光學(xué)純度衍生化試劑(CDR)反應(yīng)形成非對(duì)映異構(gòu)體,再進(jìn)行色譜分離測(cè)定。該法的優(yōu)點(diǎn)是衍生化后可用通用的非手性柱分離,而且可選擇衍生化試劑引入發(fā)色團(tuán)提高檢測(cè)靈敏度。缺點(diǎn)是操作復(fù)雜、易消旋化;對(duì)衍生化試劑要求高;要求對(duì)映體的衍生化反應(yīng)迅速且反應(yīng)速率一致。

第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一氣相色譜(GC)

氣相色譜法是較早用來進(jìn)行對(duì)映體分離的一種分離色譜方法。一般地說，它速度快、簡(jiǎn)單、靈敏，在分離對(duì)映體時(shí)，其分離度重復(fù)性和精度都很高，對(duì)于可揮發(fā)的熱穩(wěn)定手性分子，它表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。

第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

GC手性固定相按照拆分機(jī)制可分為三類:一、基于氫鍵作用的手性固定相二、基于配位作用的手性金屬配合物固定相三、基于包含作用的環(huán)糊精衍生物固定相第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

第一類主要是氨基酸衍生物固定相，這類手性固定相中含有酰胺基或羧酸酯基，可以與手性藥物分子中的活潑基團(tuán)通過氫鍵作用締合，形成非對(duì)映異構(gòu)體締合物。由于立體因素和氫鍵作用的不同，所形成的非對(duì)映異構(gòu)體締合物的穩(wěn)定性也不同，導(dǎo)致對(duì)映體通過色譜柱所需時(shí)間不同而將它們分離開。

第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

基于配位作用的手性金屬配合物固定相，一般要求被分析物有二電子或孤對(duì)電子，分離機(jī)制主要基于二相互作用，可以用來拆分低沸點(diǎn)手性化合物如烯、醇、醚、酮以及昆蟲信息素和香精油等。第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

基于包含作用的環(huán)糊精衍生物固定相在GC手性分離研究中發(fā)展最快，其選擇性高，應(yīng)用也廣。一般認(rèn)為環(huán)糊精固定相的拆分機(jī)制是由于環(huán)糊精特殊的籠狀結(jié)構(gòu)，可與對(duì)映體形成非對(duì)映的包含物而達(dá)到拆分的目的。

第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

盡管氣相色譜是開發(fā)得較早的一種分離對(duì)映體的色譜手段，但它存在著一些固有的局限性，如要求分析樣品具有一定的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性。一般說來，氣相色譜要實(shí)現(xiàn)制備比較困難。

第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一毛細(xì)管電泳手性分離(CE)

毛細(xì)管電泳手性分離是20世紀(jì)80年代以來新興的一種分離技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)為極性大、熱穩(wěn)定性差和揮發(fā)性手性藥物的拆分提供了經(jīng)濟(jì)有效的手段，因它操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、分離效率高而被廣泛應(yīng)用于藥物、生物、大分子、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。毛細(xì)管電泳共有6種分離模式:毛細(xì)管區(qū)帶電泳、毛細(xì)管電動(dòng)色譜、毛細(xì)管凝膠電泳、毛細(xì)管電色譜、毛細(xì)管等速電泳、毛細(xì)管等電聚焦。除毛細(xì)管等電聚焦外，其他分離模式都可以用于手性拆分。第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.毛細(xì)管區(qū)帶電泳(CZE)CZE又稱毛細(xì)管自由電泳，是CE中最基本最普遍的一種模式。各類手性選擇劑加入緩沖液中可實(shí)現(xiàn)多種手性異構(gòu)體的分離，且機(jī)理也各不相同。2.非水毛細(xì)管電泳(NACE)

非水毛細(xì)管電泳(NACE)是近幾年才發(fā)展起來的毛細(xì)管電泳的一個(gè)分支，由于它有優(yōu)于傳統(tǒng)水相毛細(xì)管電泳的許多特點(diǎn)，因此廣泛的應(yīng)用于手性化合物的分離分析工作中。非水毛細(xì)管電泳是以有機(jī)溶劑為流動(dòng)相，在毛細(xì)管中進(jìn)行分離的分析技術(shù)。NACE適用于以下幾個(gè)方面:(l)分析不易溶于水、易溶于有機(jī)溶劑的物質(zhì);(2)分離在水基流動(dòng)相毛細(xì)管電泳中淌度十分相似的物質(zhì);(3)研究水中難以進(jìn)行的反應(yīng)。第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

常用手性選擇劑有環(huán)糊精、冠醚、手性混合膠束、手性纖維素、蛋白質(zhì)、糖類、大環(huán)抗生素等。其中環(huán)糊精特別是六聚體環(huán)糊精(β—CD)以其分子大小適中、價(jià)格便宜被廣泛應(yīng)用，尤以衍生化的β—CD為最。目前毛細(xì)管電泳分離方法的討論主要集中在各種手性添加劑與對(duì)映體藥物的匹配以及具體實(shí)驗(yàn)中條件最優(yōu)化選擇上。隨著各種具體方法的成熟，CE在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用會(huì)更廣泛。第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一超臨界流體色譜(SFC)

超臨界流體色譜（SFC）采用超臨界流體為流動(dòng)相，具有檢測(cè)方式和固定項(xiàng)種類多樣的特點(diǎn)，在手性分離方面較好的補(bǔ)充了高效液相色譜法和氣相色譜的不足，體現(xiàn)出了良好的前景。由于超臨界流體的低薪度性質(zhì)，在相同的保留時(shí)間內(nèi)，SFC的分離度更大、理論塔板數(shù)更高;在相同的分離度下，SFC的分離時(shí)間更短;有機(jī)溶劑的消耗量降低。

第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

色譜柱類型分填充柱和毛細(xì)管柱兩種。常用的手性固定相有環(huán)糊精聚硅氧烷鍵合相、金屬配合物固定相、酞胺和氨基酸固定相、多糖類固定相等。

第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一手性毛細(xì)管電色譜拆分法（CEC）

CEC是近10年來綜合了HPLC和CE的優(yōu)勢(shì)而發(fā)展起來的高效電分離微柱液相色譜技術(shù)。它不僅具有CE水平的高柱效,同時(shí)還具有HPLC水平的高選擇性。

CEC克服了CE選擇性差和難于分離中性物質(zhì)的困難,還大大提高了液相色譜的分離效率,開辟了高效微分離技術(shù)的新途徑。第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

目前CEC進(jìn)行手性藥物對(duì)映體拆分主要有以下3種方式。

1.非手性固定相結(jié)合手性添加劑流動(dòng)相手性選擇作用依靠流動(dòng)相中添加的手性選擇劑產(chǎn)生。

2.采用手性固定相固定相上鍵合手性選擇劑(如環(huán)糊精、蛋白等)。

3.采用手性分子烙印固定相用其進(jìn)行記憶性、專一性分離最近