基于离子液体环糊精新型协同体系的研究文献综述

 2023-02-18 20:03:53

毛细管电泳基本原理

毛细管电泳(Capillary Electrophoresis,CE)又称高效毛细管电泳或毛细管电分离法,是一类以毛细管为载体、以高压直流电场为动力,依据样品中各组分迁移速度和分配行为的差异而实现分离的新型液相分离技术,具有高效、快速、灵敏、试剂和样品用量少等特点[1]。毛细管电泳是上世纪80年代后期分析化学、特别是生物分析化学的重大研究进展 , 也是90年代最有影响的分离手段之一[2]

分析分离装置主要包括高压电源及其回路系统、毛细管柱系统、检测器系统 (可为柱上检测或者与其他检测技术联用)和进样系统。在电解质缓冲溶液中,通过一定的方法带上电荷样品粒子在高压电场作用下,以不同的速度随电渗流迁移,先后到达检测器被检测。CE所用的石英毛细管柱在内充液 pH>3时,其表面硅羟基解离成-SiO2-,使内壁带上负电荷,和溶液作用形成双电层。在高电压电场作用下,双电层中溶剂化的水合阳离子层引起柱中溶液在毛细管内整体向负极移动,形成电渗流。然后带电粒子在毛细管内电解质溶液中的迁移速度等于电泳速度和电渗流二者的矢量之和。假如毛细管两端加的是带正向电压,则正电荷粒子最先流出,中性粒子的电泳速度相当于电渗流速度;带负电荷粒子运动方向与EOF方向相反,但EOF速度一般大于电泳速度,故其最终会在中性粒子之后流出,从而实现各种粒子的分离。

根据分离原理不同 ,CE分离基本模式有6种, 如表1所示。

常用手性选择剂环糊精

环糊精是大环分子,其组成单位alpha;-(1→4)吡喃葡萄糖分别为六个,七个或八个时,被称为alpha;-CD,beta;-CD或gamma;-CD[3]。在水性介质中,CD为截锥形状,其构成具有可以接纳有机分子(客体)的大且明确限定的腔(主体)。这样的宿主-客体包合络合物改善了客体在介质中的弱溶解性和生物利用度。伯羟基和仲羟基形成具有亲水特性的两个冠,而由氢原子(H-3,H-5,H-6)和间氧糖苷(O-4)构成的内腔是疏水的。CD可溶于水,因为存在形成水合球的游离、不稳定的水分子。即使在脱水后,水分子仍留在空腔中。在水性介质中,亲脂性客体取代内部水分子以形成包合物需要空腔内部能量、排斥性、吸引力(极性-非极性)的相互作用。疏水相互作用是形成复合物的主要驱动力,但是主体和客体之间的尺寸匹配也是重要的参数。弱相互作用例如氢键和范德华键合允许解离和非解离形式之间的热力学平衡,可以通过相关常数K(也称之为结合常数)表示。不同的化合物由于立体构型不同,同环糊精的包合作用力有差别,从而实现分离。一般来说,已经使用许多方法来确定该值和复合物的化学计量,例如电导法,竞争性荧光,亲和毛细管电泳(ACE),紫外可见光谱,IR光谱,等温滴定量热法(ITC),核磁共振(NMR) 光谱,高分辨率质谱(HRMS)和X射线衍射。

环糊精极其衍生物作为最常用的手性选择剂,其主要原因如下:(1)拥有很多手性中心,每个葡萄糖中都含有5个手性碳原子,因取代基不同而有不同的指向和键长。(2)每个葡萄糖单元都为固定的椅式结构,C2上的羟基都为顺时针方向,C3、C6上的羟基都为逆时针方向。(3)每个葡萄糖结构单元在空间上无重复,故beta;-CD有35个不同的结合位点,可以识别和分离更多的对应异构体。(4)环糊精衍生物因取代基的不同而识别范围发生改变。(5)虽然环糊精的衍生很难得到均一的衍生化产物,但不同取代基的个数和位置使同一环糊精衍生物存在大量的异构体,几乎每个异构体都会有不同的手性识别能力。(6)环糊精的衍生物能根据不同的被分析物发生形变,这种效应称为适应诱导。适应诱导会使环糊精的衍生物具有更宽的手性选择范围。(7)离子型环糊精的衍生物还可以根据不同的条件改变其离子型态,识别特性也随之改变。(8)环糊精及其衍生物可以在水、极性或非极性有机溶剂的缓冲溶液中进行电泳分离。

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