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2. 影響螢光的因素:

2.8 環糊精

由上式可知,將溶劑分成多次萃取旳效果比一次萃取更好。

液液萃取與其他分離溶液組分的方法相比,優點在於常溫操 作,節省能源,不涉及固體、氣體,操作方便。

液液萃取的功能與蒸餾相似,都是使液體混合物分離的操作,但 下列三種情況較適合萃取:

(1) 混合物具低揮發性(高沸點)(2) 共沸現象 (3) 具溫度敏感性

2.8 環糊精

對掌選擇劑的原理與應用

對於電泳遷移率相近之位置異構物(positional isomers)與對 掌異構物(enantiomers),一般傳統的毛細管電泳法無法有效的將其 分離,常須藉由添加對掌選擇劑(chiral selectors)於緩衝溶液中,分

離位置異構物與對掌異構物。常用於毛細管電泳中的對掌選擇劑有:

環糊精(cyclodextrin)、具有光學活性的微胞(chiral micelles)、對 掌金屬錯合物(chiral metal complexes)、對掌冠狀醚(chiral crown

ethers)等。上述的對掌選擇劑中,在毛細管電泳法是以環糊精最常 被使用,其分離原理主要是以環糊精本身的空腔孔洞為主體(host),

分析物為客體(guest),環糊精會以不同程度強弱錯合不同分析物於 空腔孔洞中,而形成非共價鍵結構的主-客錯合物(host-guest

complexes)或內包錯合物(inclusion complexes),進而影響內包錯 合物之電泳遷移率,達到分離位置異構物及對掌異構物的效果。

分離對掌性異構物可將對掌性靜相塗覆修飾於層析管壁中而將 其分離。由於對掌性固定相管柱相當昂貴,價格約在新台幣五萬元至 九萬元,所以早期利用對掌性物質添加於移動相中作為對掌性選擇物 質,達到分離與分析對掌異構物的效能。最早應用於高效液相層析 法。然而添加對掌性選擇物質於動相中,其添加量大,因而分析成本 高,而且層析分離過程複雜,分離效率亦差,因此探討以其他方法來 取代傳統的高效液相層析法成為必然的趨勢。

近年來毛細管電泳新技術已有不少相關理論及論文被提出並廣

泛地應用於對掌異構物的分離與分析,其分離模式大致可分為以下幾 種:

1. 將對掌性選擇體溶於緩衝溶液中,並與分析物一同注入未經修飾 或填充的毛細管中進行分析。

飾或填充不具對掌性選擇性靜相的毛細管中進行分析。

3. 毛細管內填充或塗覆修飾對掌性靜相,將分析物注入後,以適合 的緩衝溶液進行分析。

本實驗利用 1.之模式:應用環糊精於區帶毛細管電泳(Capillary zone electrophoresis; CZE)層析與微胞電動毛細管層析(MEKC)中進 行分離。

環糊精是澱粉經酵素 glycosyltransferase 降解後的產物,其結構 為葡萄糖的環狀寡聚物。而具有6 個、7 個及 8 個葡萄糖單體所形成 的環狀寡聚物分別被命名為 α-、β-、γ-環糊精,如圖 2-9,這三種為 對掌性分析中最常見的環糊類對掌性選擇體。

在水溶液或部分有機溶劑與水混合的溶液中,環糊精亦與許多分 子 、 離 子 或 溶 劑 形 成 暫 時 性 的 主 體- 客 體 錯 合 物 ( host-guest complexes),其對對掌異構物分離的機制為溶質(非極性分子或具有

部分非極性特質的分子)的疏水部分進入到疏水性空腔內形成暫時性 的錯合物,而親水部分則與對掌性的二級醇羥基(C-OH)形成氫鍵,

因 R 與 S 異構物對環糊精的鍵結常數不同而達成對掌異構物的選擇 性,如圖2-10。各種環糊精呈現不同的選擇性則是因為它們不同的空 腔大小以及空腔周圍具有不同數目的羥基。然而,倘若溶液中有一些 非極性溶劑存在,則可能影響錯合物的形成,而無分離效果。

圖 2-9 α-, β-, 及γ- 環糊精的結構圖

圖2-10 環糊精與分析物質於水相中的作用模式 分析物的非極性部分多傾向於進入環糊精的 殊水性內部,而形成暫時性的錯合物

對於位置異構物而言,由於此類異構物具有相同分子式、分子量

及帶電荷量,只有在取代基之取代位置不同,因此在毛細管區帶電泳 中具有相近的電泳遷移率,使位置異構物無法達到分離。如在緩衝溶 液中添加環糊精,利用環糊精與位置異構物形成內包錯合物或主-客 錯合物(host-guest complexes)之結合程度的差異,使得原本具有相 近電泳遷移速率之分析物在經由環糊精錯合形成不同程度的內包錯 合物後,造成電泳遷移速率改變而達到分離的效果。非離子型的中性 環糊精抑或是帶有電荷的環糊精除了可應用於非對掌性分析物,如蛋 白質、胜肽、胺基酸、小分子及各種位置異構物的分離(Terabe et al., 1990;Luong and Nguyen, 1997),亦可應用於對掌異構物的分析

(Fanali, 2000;Zerbinati et al., 2000)。

由於β-CD 在水中的溶解度很低,較不實用,所以價格上比其

他環糊精便宜許多,而我們藉由加入其他簡單的化學藥品就可以幫助 β-CD 溶解,因此在經濟成本的考量下,決定使用β-CD 當作分離光 學異構物的重要組成份。

表 2-4 環糊精的性質 ( Luong et al, 1997 )

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