對於非專業人士來說，理解手性概念可能很有挑戰，「化學手性」的不同似乎是個非常小的差異。然而，由於沙利度胺*1災難引起的嚴重後果，對手性物質的理解成爲了不得不解決的問題。也正是因爲如此，手性分離技術仍是一個重要的研究領域。來自金澤大學的研究隊伍在美國化學會志上《Journal of the American Chemical Society》發表了一篇三態可切換的手性固定相（CSP）*2的論文，爲手性分離提供了新的可能。
圖1，示意圖：基於利用金屬陽離子實施大分子螺旋度調節的三態可切換手性固定相。圖片選自金澤大學新聞發佈稿
高效液相層析圖系統（HPLC）*3仍然是分離手性分子最有效的方法。 在HPLC系統中，需將樣品透過一種填充有吸附劑的壓力柱，來區分成對的手性分子（對映體）。然而，由於目前可用的CSP無法分離所有的對映體，所以這方面的研究仍在繼續操作。
該研究團隊報導了一種基於含有手性側基的螺旋形聚合物材料CSP，能夠根據金屬離子不同而轉換成不同的構形。當鈉離子離子存在時，聚合體將採用左轉螺旋構形，使得離子可以與該基團的芳香鏈相輔作用。相反，當存在銫離子時，聚合體將被迫採用右轉螺旋構形，以促進離子與該基團兩個氧原子之間的鍵合。在沒有離子存在的情況下，該結構是兩個螺旋的非活性混合物。
「我們在實驗中採用基於聚（苯乙炔）衍生物的CSP，該材料可以用非手性外部刺激來進行修改」，前述論文的作者廣瀨大介解釋道。 「這使我們能夠透過引入金屬鹽來控制層析管柱的手性，從而控制對映體的暫留。金屬離子將聚合體轉化爲特定的手性構形，然而，層析管柱的洗脫可以使之逆轉」。
「據我們所知，我們開發的系統是報導的首例CSP，它可以利用非手性刺激在三種不同的識別狀態之間相互切換，」 研究作者前田勝宏解釋說。 「希望根據我們的研究結果來擴展可分離對映體的研究範圍，相信這將使諸多研究領域受益，比如藥物開發。」
圖圖2，圖示靈感來自利用金屬陽離子實施的三態可切換手性固定相。圖片選自金澤大學新聞發佈稿
【註釋】：
*1 沙利度胺（Thalidomide）又名沙利多邁、酞咪脈啶酮、沙利竇邁、賽得（Thado）[2]，是研製抗菌藥物程序中發現的一種具有中樞抑制作用的藥物，曾經作爲抗妊娠嘔吐反應藥物在歐洲和日本廣泛使用，投入使用後不久，資料顯示使用該藥物的孕婦的流產率和海豹肢症（Phocomelia）畸形胎兒率擧升，該藥物退出市場，該事件被稱爲沙利多邁事件。後來研究發現該藥物有兩種對映異構體，其中的R組態是安全的，而S組態有致畸型作用。但此前科學界沒有意識到兩種組態在人活體內有不同的生理活性。
*2 手性固定相（chiral stationary phases, CSP），被設計用做分離對映體化合物的固定相，可以與固體載體結合或在固體吸附劑的表面上原位產生，也可以是與一種對映體形式發生某種相輔作用的表面腔。
3* 高效液相層析術（high performance liquid chromatography，縮寫 HPLC），又譯高效液相層析法，以前曾指高壓液相層析法（high pressure liquid chromatography），是一種層析分析技術，用來分離混合物，以應答並量化各個成分的比例。它依賴泵加壓樣品以令其透過填充有吸附劑的壓力柱，導致樣品的各個成分因而分離。高效液相層析術常用於生物化學和分析化學。
【文獻】：
Three-State Switchable Chiral Stationary Phase Based on Helicity Control of an Optically Active Poly(phenylacetylene) Derivative by Using Metal Cations in the Solid State
Journal: the Journal of the American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.9b03177
供稿 鍾維
編輯修改 JST客觀日本編輯部
