Recent applications and chiral separation development based on stationary phases in open tubular capillary electrochromatography(2019–2022)

Capillary electrochromatography(CEC)plays a significant role in chiral separation via the double separation principle,partition coefficient difference between the two phases,and electroosmotic flow-driven separation.Given the distinct properties of the inner wall stationary phase(SP),the separation ability of each SP differs from one another.Particularly,it provides large room for promising applications of open tubular capillary electrochromatography(OT-CEC).We divided the OT-CEC SPs developed over the past four years into six types:ionic liquids,nanoparticle materials,microporous materials,biomaterials,non-nanopolymers,and others,to mainly introduce their characteristics in chiral drug separation.There also added a few classic SPs that occurred within ten years as supplements to enrich the features of each SP.Additionally,we discuss their applications in metabolomics,food,cosmetics,environment,and biology as analytes in addition to chiral drugs.OT-CEC plays an increasingly significant role in chiral separation and may promote the development of capillary electrophoresis(CE)combined with other instruments in recent years,such as CE with mass spectrometry(CE/MS)and CE with ultraviolet light detector(CE/UV).

The Synthesis and Characterization of β-cyclodextrin Derivated Pancreatin Used as Chiral Selector in Capillary Electrochromatography

The preparation of capillary electrochromatography column for chiral separation with β-cyclodextrin derivatized Pancreatin was imvestigated, which had three steps, synthesis of β-cyclodextrin derivated pancreatin, the modification of the capillary internal surface and the covalent binding of β-cyclodextrin derivated pancreatin on the capillary internal wall. β-cyclodextrin derivated pancreatin was synthesized using β-cyclodextrin and protein in the presence of ethylene glycol diglycidyl ether （EGDE） in boric acid buffer at pH = 8.7. Amino group was coated on the internal surface of the silica capillary by sot-gel technology using triethoxylmethylsiloxane and （ 3-aminopropyl ） trimethoxysiloxane. Covalent binding of β-cyclodextrin derivated pancreatin was performed by glataraldehyde. Chlorpheniramine, phenylalanine and troopine were separated baseline by β-cyclodetrin derivated pancreatin in capillary electrochromatography.

Preparation and Characterization of β-Cyclodextrin Derivatized Ovalbumin Used as Chiral Selector in Pressure Capillary Electrochromatography

Synthesis and properties of β-cyclodextrin derivatized ovalbumin used as chiral selector were investigated, β-cyclodextrin derivatized ovalbumin was synthesized using β-cyclodextrin and ovalbumin in the presence of ethylene glycol diglycidyl ether in boric acid buffer at pH value 8.7 at 37℃. Amino group was coated on the internal surface of the silica capillary by sol-gel technology with triethoxylmethylsiloxane and （3-aminopropyl）trimethoxysiloxane. Covalent binding of g-cyclodextrin derivatized ovalbumin was performed by glutaraldehyde. Enantiomers of chlorpheniramine, phenylalanine and atropine were separated by pressure capillary electrochromatography column coated with β-cyclodextrin derivatized ovalbumin.

Theoretical study of the separation mechanism of ionizable compounds in capillary electrochromatography

The migration mechanism of ionizable compounds in capillary electrochromatography (CEC) is more complicated than in high performance liquid chromatography (HPLC) due to the involvement of electrophoresis and the second chemical equilibrium. The separation mechanism of ionizable compounds in CEC has been studied theoretically. The electrochromatographic capacity factors of ions ( k * ) in CEC and in the pressurized CEC are derived by phenomenologi-cal approach. The influence of pH, voltage, pressure on k * is discussed. In addition, the k * of weak acid and weak base are derived based on acid-base equilibrium and the influence of pH on k is studied theoretically.

Enantiomer separation by CEC——Enantiomer separation by packed-capillary electrochromatography

Three chiral compounds were successfully separated in a short time with two enantiomer separation models on packed-capillary electrochromatography ( CEC ) . (i) 75 μm I.D. capillaries were packed with 5 μm β-cyclodextrin (β-CD) chiral stationary phase (CSP) . Effects of voltage, pH and concentration of organic modifier on electroosmotic flow (EOF) and chiral separations were investigated systematically. Enantiomers of a neutral compound (benzoin) and a neutral drug (mephenytoin) were separated within a short time with high efficiency. Efficiency of 32 000 theoretical plates per meter and resolution (R) of 1.42 were achieved for enantiomers of benzoin using a βCD packed column with 6.2 cm packed length. Efficiency of 45 000 theoretical plates per meter and R of 3 .40 were obtained for enantiomers of mephenytoin. Especially, the enantiomer separation of mephenytion was performed in just 3.4 min with R, of 2.60. (ii) 75 μm I.D. capillary was packed with octadecylsilica particles (ODS) . Chiral separation of a basic drug, propra-nolol, was studied with chiral agent, via addition of the dimethyl-β-cyclodextrin (DM β-CD ) directly into the mobile phase on this column. Baseline separation and efficiency of 81 000 theoretical plates per meter were achieved for propra-nolol.

手性金属有机骨架修饰毛细管硅胶整体柱的制备及其用于手性药物的分离

金属有机骨架材料(MOFs)是一类由金属离子(或金属簇)和有机配体组成的晶体结构化合物。手性MOFs作为一种新型的色谱手性分离材料,已被成功用于拆分手性对映体,表现出良好的手性拆分性能。该研究制备了一种可用于加压毛细管电色谱的手性金属有机骨架修饰毛细管硅胶整体柱。首先,合成了手性金属有机骨架(钴-甘氨酰-L-谷氨酸,Co-L-GG),接着将Co-L-GG作为手性功能单体通过一步原位聚合法制备手性毛细管整体柱。制备手性毛细管整体柱的最佳条件:Co-L-GG用量为5 mg,聚乙二醇用量为0.96 mg,四甲氧基硅烷用量为3.6 mL,甲基三甲氧基硅烷用量为0.4 mL。其次,研究了分离条件对手性药物拆分的影响。在外加电压为-20 kV、流动相为乙腈-20 mmol/L磷酸氢二钠(80∶20,v/v)的条件下,3 min内拆分了6种手性药物,其中氨氯地平、氟伐他汀和色氨酸达到了基线分离。所制备的手性毛细管整体柱表现出良好的重复性和稳定性。最后,使用AutoDock进行分子对接,并借助Discovery Studio对分子对接结果进行分析。结果显示,Co-L-GG与手性药物对映体间的结合自由能差越大,对映体选择性因子越大,然而,这并不一定导致分离度的增加。Co-L-GG中富含伯胺、仲胺和羰基,使其具有对映体识别能力。该研究表明,手性金属有机骨架可用作手性功能单体制备手性毛细管整体柱,在手性化合物的分离和分析中具有广阔的应用前景。

原位分子印迹毛细管电色谱柱的制备及其对非对映异构体的分离

采用原位聚合的方法直接在毛细管柱中合成出辛可宁印迹聚合物。该聚合物与毛细管内壁共价结合连为一体形成整体式毛细管柱,扫描电镜显示其具有大的流通孔结构。采用压力辅助毛细管电色谱模式拆分了非对映异构体抗疟药物辛可宁和辛可尼丁,柱效远高于其在高效液相色谱分离中的柱效。考察了电压、外压、温度、流动相表观pH值和乙腈含量对分离结果的影响。通过对上述条件的优化,可以在2min内完成辛可宁和辛可尼丁的快速分离。

吸附蛋白质固定相电色谱手性分离的研究

将牛血清白蛋白 (BSA)吸附于强阴离子交换固定相 (SAX)上用于电色谱手性分离。当SAX吸附BSA后 ,电渗淌度仅仅下降 2 6 3% ,而电渗流的方向没有改变。在该系统中电渗流的方向和阴离子的电泳方向一致 ,因而克服了一般蛋白质固定相不能分离酸性对映体的缺点。 1种中性对映体安息香和 4种阴离子性对映体色氨酸、华法令、非诺洛芬、酮基布洛芬获得了成功分离。当流动相含体积分数为 7%的乙腈时 ,死时间和D 色氨酸、L 色氨酸的迁移时间的相对标准偏差分别为 0 90 % ,0 87%和 0 96 % (n =2 1) ,说明该体系有很好的重现性。为了缩短分析时间 ,将正己酸作为顶替试剂加入流动相中 ,结果发现对映体的保留下降很快而手性选择性减小缓慢。此外 ,还考察了乙腈的体积分数对分离的影响。

分子印迹整体柱在高效液相色谱和电色谱手性分离中的应用

在常规不锈钢色谱管中以甲基丙烯酸为功能单体,采用原位聚合法制备了(5S,11S)-特罗格尔碱(S-TB)的印迹整体柱。考察了流动相中添加不同量的醋酸和水对分离的影响,结合台阶梯度洗脱模式在S-TB整体柱上实现了对TB消旋体的快速分离。另外,以碱性单体2-二甲基乙基胺甲基丙烯酸酯(DAMA)为功能单体,在毛细管中采用原位聚合法制备了毛细管分子印迹整体柱,用于在毛细管电色谱(CEC)中对消旋体1,1′-联-2-萘酚(BNL)进行手性分离。结果表明,以DAMA为功能单体可以制备其他酸性模板的分子印迹聚合物,从而扩大了分子印迹聚合物(MIP)在CEC分离中的应用范围。

β-环糊精衍生化胰酶的合成及其手性分离性能研究

研究了β-环糊精衍生化胰酶的合成以及作为毛细管电色谱手性选择剂的分离性能.利用乙二醇二环氧丙烷醚作为交联剂,将β-环糊精接枝到胰酶蛋白的主链,得到了β-环糊精衍生化胰酶.将其通过化学键合连接到毛细管柱内壁,制备了β-环糊精衍生化胰酶毛细管电色谱柱.在加压毛细管电色谱模式下,利用该柱分离了色氨酸、扑尔敏、布洛芬、异丙嗪和阿托品等对映异构体,得到了理想的分离效果,且在分离扑尔敏时,随着电压的增加,对映异构体分离的分离度和相对保留时间均增加.

磺丁基醚-β-环糊精修饰毛细管电色谱拆分地平类药物对映体

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯原位聚合物基质，将磺丁基醚-β-环糊精修饰到毛细管内壁，制得了一种毛细管电色谱手性柱（SECDP），并通过红外光谱（IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征了其结构．磺酸基可提供足够稳定的正向电渗流（EOF），基于磺丁基醚-β-环糊精在固定相和流动相中的协同作用，通过优化手性添加剂浓度、pH值、施加电压、温度及有机调节剂含量等条件，利用该开管电色谱柱拆分了氨氯地平、尼莫地平和尼卡地平等10种地平类手性药物对映体．优化的流动相组成为20mmol/L NaH2PO4（pH=4．0），含4．0mmol/L磺丁基醚-β-环糊精，乙腈的体积分数为10％-25％，施加电压15～25kV，温度为15℃，电动进样2kV×5s，检测波长为236nm．在上述条件下，分离度（R。）可达3．62，柱效达61011块／m，分析时间一般为6～15min．基于色谱分离数据，探讨了相关的手性分离机理．

吉培福林对映体的毛细管电色谱分离

在碱性条件下合成了单(六-氧-甲基丙烯酸酯)-β-环糊精(CD),以甲基丙烯酸甘油酯(GMA)和单(六-氧-甲基丙烯酸酯)-β-CD为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)用来产生电渗流,正丙醇和1,4-丁二醇为制孔剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在内径100μm的毛细管内原位聚合制得了手性毛细管电色谱整体柱。采用制得的手性整体柱,在加压毛细管电色谱(pCEC)模式下,对吉培福林对映体进行手性分离,考察了流动相配比、背景电解质pH值、柱温和分离电压等对分离的影响。在缓冲溶液为5mmol/LNaH2PO4-Na2HPO4(pH2.5)、运行电压20kV、毛细管温度15℃条件下,16min内成功分离了吉培福林对映体,其分离度为1.53。

β-环糊精键合蚀刻开管毛细管电色谱柱的制备与评价

研究环糊精键合蚀刻毛细管柱的制备方法,考察了电渗流性质及其电色谱性能;其电渗流大小和方向都可调控;有效分离了碱性蛋白和硝基苯酚位置异构体;对安息香和氨基酸衍生物对映异构体能部分分离。

以盐酸去甲万古霉素为手性选择剂毛细管电泳法分离西替利嗪对映体

目的:建立以阳离子表面活性剂碘化四丁基铵为电渗流改性剂,以盐酸去甲万古霉素为手性选择剂的毛细管电泳法分离西替利嗪对映体。方法:考察了盐酸去甲万古霉素浓度、Tris 浓度和缓冲液 pH 对分离的影响,对分离条件进行了优化。结果:在含0.04 g·L^(-1)碘化四丁基铵和1.0 mmol·L^(-1)盐酸去甲万古霉素的25 mmol·L^(-1)Tris 磷酸缓冲液(pH 4.5)的运行电解质体系中,西替利嗪对映体在分离电压为20 kV 的条件下得到良好分离,西替利嗪对映体分离度达1.8。结论:本法可用于西替利嗪对映体的分离。

树枝状碳硅烷涂层电色谱柱的制备及其评价

利用碳硅烷树枝状大分子末端SiCl键的高反应活性和多官能团性,将β-环糊精固定到毛细管柱上,制备了一种新型的手性毛细管电色谱柱。本涂层柱性能稳定,使用寿命长,经过1个月的连续运行,柱效能损失率低于5%。优化分离条件,采取16kV分离电压、检测波长214nm、10cm位差进样7s和40mmol/L磷酸盐缓冲体系,分离扑尔敏、盐酸异丙嗪和苯丙胺手性异构体,其中G2P代柱子对扑尔敏分离柱效达到2.5×105Plates/m,分离度RS=1.43,基线分离,取得了较满意的分离效果。

去甲万古霉素键合毛细管电色谱硅胶整体柱的制备及应用

采用溶胶-凝胶技术制备了具有高机械强度和良好通透性的毛细管硅胶整体柱。以国产大环抗生素去甲万古霉素为手性选择试剂对所制备的整体柱进行化学衍生,成功地制备了去甲万古霉素键合手性硅胶整体柱。在反相和极性有机相模式下考察了所制备柱的手性识别能力,并详细考察了流动相条件对分离的影响。研究结果表明,β-受体阻滞剂类药物在极性有机流动相组成为甲醇-乙腈-乙酸-三乙胺(体积比为80∶20∶0.1∶0.1)时,可获得最佳分离。在反相色谱条件下,电渗流仍主要由整体硅胶基质材料产生,而手性选择试剂的贡献甚小。在反相色谱条件下,多种不同结构类型的手性药物在所制备的色谱柱上获得了分离。

双动态吸附毛细管电色谱的手性分离——采用阳离子表面活性剂和阴离子手性选择剂作为假固定相

建立了以十六烷基三甲基溴化铵或1 ,5_二甲基_1 ,5_二氮杂十一烷亚甲基聚N_甲溴化物为阳离子表面活性剂 ,并以磺丁基 β_环糊精为手性选择剂的双动态吸附毛细管电色谱。以碱性的丙比胺和酸性的华法林作为拆分对象 ,考察了双动态吸附毛细管电色谱的手性分离行为 ,以及动态吸附柱的重复性。在双动态吸附毛细管电色谱条件下 ,丙比胺和华法林的手性分离度较大 ,丙比胺的分离度可达3.21 ,丙比胺连续进样10次 ,迁移时间的相对标准偏差小于1.0 %。

手性固定相毛细管电色谱在手性药物分离中的应用研究进展

综述了多糖衍生物、蛋白质、大环类、Prikle型、配体交换和分子印迹聚合物为手性固定相在毛细管电色谱分离手性药物中的应用。分析了各类手性固定相的分离机理,引用文献62篇。

羧甲基-β-环糊精/SiO_2/TiO_2毛细管开管柱的制备及其应用于毛细管电色谱

以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为无机体,以羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD)为有机体,在有机相与无机相的质量比为4比3时,通过溶胶-凝胶法制备了CM-β-CD/SiO2/TiO2溶胶作为固定相,从而制成新型的环糊精基有机-无机杂化毛细管色谱开管柱。用扫描电镜及红外光谱法对此开管柱进行表征,证明了固定相与毛细管内壁均匀键合并紧密结合;羧基与Ti-O发生键合并形成了保留环糊精的新型配合物。应用此开管柱对氨基酸对映体、氨基酸混合物和手性药物进行分离,均达到基线分离。试验选用含30%(体积分数)乙腈的磷酸二氢钠缓冲溶液(pH 8.0)为流动相,分离电压15kV,检测波长200nm。此开管柱的最高柱效为每米塔板数(N)116 478;连续10次进样,其迁移时间的相对标准偏差为3.1%。

加压毛细管电色谱手性配体交换法对游离亮氨酸异构体分离的研究

以反相C18为固定相，通过对流动相中的手性选择体、流动相组成与pH值及操作电压等条件的考察，成功建立了毛细管电色谱（CEC）手性配体交换法分离游离亮氨酸异构体的方法。优化的色谱条件：C18反相毛细管柱；以2mmol／L天冬氨酰苯丙氨酸甲酯为手性选择体，Cu^2＋为配体离子，流动相为20mmol／L乙酸缓冲液（pH5．5），5％（体积分数）的甲醇为有机改性剂；流速为0．02mL／min；操作压力为6．9×10^6 Pa；检测波长为UV 280nm；工作电压＋5kV；室温。两异构体可在15min内基线分离，检出限为10μmol／L（S／N=3），并在0．05～1．5mmol／L范围内呈良好的线性关系，日让、日内精密度均小于3．5％。