一锅法构建含奎宁杂化纤维壳的均一核壳硅胶微球用于高效外消旋体分离

为解决传统手性固定相(CSPs)制备步骤繁琐、耗时长的难题，中国科学院研究人员创新性地开发了油水双相法，成功实现单分散核壳结构SiO2@SiO2-t-BuCQN微球的一锅法制备。该材料具有171 nm均匀壳层和7.5-10.6 nm可调孔径，在30 mol%奎宁硅烷前体用量下展现优异单分散性，对6种氨基酸外消旋体实现高效分离，色谱背压仅13.8 MPa，为手性药物精准分离提供了新型高效平台。

　　

在医药领域，手性药物的对映体往往表现出截然不同的生物活性。以左氧氟沙星和氧氟沙星为例，前者的抗菌效力是后者的两倍。这种"镜像分子"的差异使得发展高效手性分离技术成为精准医疗的关键。传统手性固定相(CSPs)的制备需要先调控基质微球结构，再表面键合手性选择剂，过程涉及多步耗时操作。虽然近年来发展的球形杂化CSPs通过直接掺入手性选择剂简化了流程，但如何同时实现单分散性、均匀壳层厚度和理想孔结构仍是巨大挑战。

针对这一科学难题，中国科学院的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表创新成果。他们巧妙设计油水双相组装法，将自制的奎宁硅烷试剂(t-BuCQN-TES)作为前体，成功构建出具有纤维状杂化壳层的手性核壳硅胶微球。研究采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和氮气吸附-脱附等技术表征材料特性，通过超高效液相色谱(UPLC)评估分离性能，并系统考察了油相组成对材料结构的影响。

【Characterization of SiO₂@SiO₂-t-BuCQN microsphere】
研究人员首先合成了奎宁衍生物硅烷前体，通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)验证了产物结构。当奎宁硅烷前体用量≤30 mol%时，所得SiO₂@SiO₂-t-BuCQN微球呈现完美单分散性(粒径偏差<5%)，壳层厚度约171 nm，比表面积达120.4 m² g^-1。通过调节油相组成，可精确控制孔径在7.5-10.6 nm范围内，满足不同分离需求。

【Results】
色谱评估显示，该材料在1 mL min^-1流速下背压仅13.8 MPa，成功分离6种氨基酸外消旋体(Fmoc-DL-异亮氨酸、Fmoc-DL-天冬酰胺等)，表现出典型的反相保留和弱阴离子交换(weak anion exchange)双重作用机制。与常规CSPs相比，该方法将制备步骤从多步简化为"一锅法"，且避免了传统杂化材料常见的核暴露和孔道堵塞问题。

【Conclusion】
这项研究发展的油水双相法为高效手性分离材料的制备提供了新范式。所获得的单分散核壳微球兼具优异的机械强度和分离效率，其制备工艺简单、重复性好，特别适合工业化生产。该工作不仅为手性药物分离提供了新型平台，其普适性的合成策略还可拓展至其他功能化核壳材料的制备，对推动色谱分离技术发展具有重要意义。研究团队特别指出，该方法可进一步优化用于更复杂手性化合物的分离，为精准制药和质量控制提供有力工具。