手性药物在BSA手性柱上拆分过程热力学研究及单柱二维液相色谱的应用
Studies on the Thermodynamics of Chiral Drugs during the Process of Chiral Separation on the BSA Chiral Column and the Application of the Two-dimensional Liquid Chromatography by a Single Column
以手性固定相(Chiral Stationary Phase,CSP)为基础的高效液相色谱法是目前手性拆分最主要的途径之一。天然蛋白质对药物对映体的分离选择性高,已有多种蛋白质手性固定相应用于药物的手性拆分。本文以牛血清白蛋白(BSA)作为手性拆分剂,研究了6种手性药物和4种小分子药物在BSA-CSP上的分离过程的热力学,同时研究了两种单柱二维液相色谱柱对鸡蛋清中活性蛋白的分离纯化。论文主要包括以下5个部分：1.文献综述主要介绍了手性分离的意义,蛋白手性固定相的制备方法及各类蛋白类手性柱的研究进展,同时亦概括了离子交换色谱及疏水作用色谱在生物大分子中的应用,并介绍了单柱二维液相色谱新技术,共引用文献63篇。2.羰基二咪唑法合成牛血清白蛋白手性固定相及其表征采用羰基二咪唑法,将牛血清白蛋白键合到硅胶上,合成了牛血清白蛋白手性固定相(BSA-CSP),并将其用于D,L-色氨酸、华法林、安息香、苦杏仁酸、2-苯基环已酮、2-萘环已酮等6种对映异构体的拆分,表明通过本文的方法合成的BSA-CSP柱对手性化合物具有良好的手性拆分能力。分别考察了pH、进样量、流动相离子强度以及温度对D,L-色氨酸对映体拆分的影响。依据计量置换保留理论(SDT-R),探讨了D,L-色氨酸、华法林、安启、香三种手性化合物在BSA-CSP柱上的拆分机理。通过比较手性化合物二者的logI和Z值,表明D-型化合物的logI和Z均大于其L-型,说明D-化合物与BAS-CSP固定相之间的接触面积及对固定相的亲合势均大于L-型,因而前者在BSA-CSP上的保留较后者强。二者之间△logI的差值越大,异构体的分离因子越大,手性化合物越亦拆分。3.手性对映体及小分子药物在BSA-CSP分离过程中的热力学对6种手性化合物和4种药物小分子在BSA-CSP柱上拆分和保留过程中的热力学进行了研究。在283.15-308.15K范围内,6种手性化合物的异构体和4种药物小分子的1nk’与1/T呈良好的线性关系。各手性化合物的AH均为负值,表明手性化合物与BSA的作用均为放热过程,且第一构型AH的绝对值均小于第二构型,说明前一个对映体较后一个对映体容易洗脱。不同的手性化合物在BSA-CSP柱上拆分过程中的△H值也有区别,其绝对值大小为苦杏仁酸<2-苯基环已酮<2-萘环已酮<安息香<华法林<色氨酸,说明手性化合物与BSA的作用力大小为苦杏仁酸<2-苯基环已酮<2-萘环已酮<安息香<华法林<色氨酸,这与手性化合物K’的大小顺序一致。手性化合物和药物小分子在BSA-CSP柱上的拆分和保留过程是焓驱动过程,且存在焓熵补偿关系,遵循相同的保留机理。4. SCX/HIC单柱二维色谱对鸡蛋清中活性蛋白的分离纯化采用本实验室合成的SCX/HIC双功能色谱柱对实际样品鸡蛋清进行了分离,共纯化出抗生物素蛋白、溶菌酶、卵白蛋白和转铁蛋白4种蛋白。第一维采用离子交换色谱模式,可一步分离纯化得到抗生物素蛋白和溶菌酶,其纯度分别达到95%和98%。将在离子交换模式下不保留的组分再通过疏水色谱模式进行第二维分离,纯化出卵白蛋白和卵转铁蛋白,其纯度达到96%和98%。在一根色谱柱上就可以实现二维色谱分离,同时该色谱柱使用的流动相是盐水体系,蛋白在分离过程中可以保持其三维和四维分子结构,即实现整体活性蛋白的分离。5. WAX/HIC单柱二维色谱对鸡蛋清中活性蛋白的分离纯化采用本实验室合成的WAX/HIC双功能色谱柱对蛋清进行分离,该单柱二维液相色谱柱纯化出3种蛋白。第一维采用离子交换色谱模式,纯化出卵白蛋白,将在离子交换模式下的3,4号峰再通过疏水色谱模式进行第二维分离,纯化出球蛋白和转铁蛋白。该柱同时具有IEC和HIC性质,两种模式可以使用相同的流动相,仅仅需要交换流动相强和弱的洗脱液顺序就可以实现另一种模式。
- 作者：
- 杨丽
- 学位授予单位：
- 西北大学
- 专业名称：
- 分析化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 白泉
- 中图分类号：
- O657.72
- 关键词：
- 手性固定相；BSA；手性拆分；液相色谱；单柱二维柱；鸡蛋清
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