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學習重點 掌握鏡像異構物分離的前提：建立掌性辨識環境，使兩者與選擇劑產生不同強度的作用。 區分 HPLC 三種主要策略：掌性固定相、移動相加入掌性選擇劑，以及掌性試劑衍生化。 熟悉毛細管電泳常用的 β-cyclodextrin 及其衍生物，並分辨一般緩衝鹽、界面活性劑、離子對試劑與掌性選擇劑。 辨識 HPLC 的 Pirkle 型與環糊精固定相，以及 GC 的 Chirasil Val 掌性固定相。 理解三點接觸模式；只改變滯留或遷移時間，不等於具有鏡像選擇性。 核心觀念 一、鏡像異構物為何需要掌性辨識？ 鏡像異構物互為鏡像且不能重疊。在非掌性環境中，兩者的層析分配與電泳遷移性質通常相同，所以單靠一般固定相或緩衝液無法有效區分。加入掌性選擇劑後，兩者會與選擇劑形成穩定程度不同的暫時性複合體，因而產生滯留時間或有效電泳遷移率的差異。 常考的三點接觸模式是指：分析物與掌性選擇劑之間至少要有三個適當配置的作用點，且其中至少一個具立體選擇性，才能有效區別兩個鏡像異構物。這些作用可以是氫鍵、偶極作用、π–π 作用或立體適配。它們不是三個共價鍵，分析物也不必具有三個掌性中心。 二、HPLC 分離鏡像異構物的三種策略 策略分離原理判斷重點 掌性固定相法（直接法）兩個鏡像異構物與掌性固定相的作用強弱不同，因而產生滯留差異。代表材料有 Pirkle 型與環糊精固定相。 掌性移動相添加法（直接法）在移動相加入掌性選擇劑，使分析物形成穩定度不同的複合體。可搭配一般非掌性管柱，例如 C18。 掌性衍生化法（間接法）以單一鏡像的掌性試劑與分析物反應，把鏡像異構物轉成非鏡像異構物（diastereomers）。衍生物的物理化學性質不同，可再用非掌性系統分離。 C18／ODS 本身不具掌性辨識能力，但只要移動相提供有效的掌性辨識機制，整個系統仍能分離鏡像異構物。例如移動相加入 L-serine 等掌性胺基酸並配合金屬離子（如 Cu²⁺），可形成穩定度不同的配位錯合物，這稱為掌性配位基交換。 Cetrimide 是陽離子界面活性劑（四級銨鹽），在 C18 系統中常作為離子對試劑，用來調整離子性分析物的滯留。它本身不具掌性，無法區分鏡像異構物，所以是分析光學異構物時最不適用的選擇。 三、固定相的辨識與比較 固定相或材料特性與適用判斷 Pirkle 型固定相把小分子掌性辨識基團（常見為掌性胺基酸衍生物，如 dinitrobenzoyl 化的胺基酸）鍵結於矽膠上，藉 π–π、氫鍵、偶極等多點作用區分鏡像異構物。 Cyclodextrin 固定相利用環糊精的掌性結構與包合作用辨識分析物，適用於鏡像異構物分離。 Chirasil Val以纈胺酸（valine）衍生物為掌性辨識基團的 GC 掌性固定相，適用於可氣化的旋光化合物。 Silica gel、ODS（C18）、離子交換樹脂不具掌性辨識環境，不能直接分離鏡像異構物。 Polyethylene glycol、polyamide屬一般極性固定相，不具鏡像選擇性。 Silicone OV-5、OV-17一般 GC 矽氧烷固定相，依極性分離，不是掌性管柱。 要直接（不經衍生化）分析 D／L-胺基酸（如 alanine），應選擇具掌性選擇性的 Pirkle 型固定相，而不是一般矽膠、ODS 或離子交換樹脂。Pirkle 型不是「脂肪酸衍生物鍵結在支撐物上」；脂肪酸衍生物沒有掌性辨識能力，看到這種描述就是錯誤敘述。 冠醚靠主客體作用包合銨離子，但一般冠醚本身不具掌性。若題目只寫「將 crown ether 修飾至 C18 管柱上」而沒有強調掌性冠醚，應判斷為無法達到鏡像分離目的。只有經特殊設計的掌性冠醚（如含 binaphthyl 結構者）才能做掌性辨識。 四、環糊精的來源與辨識原理 Cyclodextrin 是由多個 D-glucose（葡萄糖）以 α-1,4 糖苷鍵環化而成的環狀寡糖。α-、β-、γ-cyclodextrin 分別由 6、7、8 個葡萄糖單元組成。結構上外側親水、內腔相對疏水，可與大小、形狀合適的分析物形成包合複合體。葡萄糖單元本身具掌性，因此兩個鏡像異構物與它的結合程度不同。 烷基化或羥烷基化環糊精，例如 dimethyl-β-cyclodextrin、hydroxypropyl-β-cyclodextrin，仍以葡萄糖環狀骨架為基礎，並非由胺基酸、脂肪酸或 DNA 環化而成。修飾的目的是改善溶解度並調整選擇性。 環糊精的使用位置很彈性：可加入 HPLC 移動相、鍵結於支撐物當固定相，或加入毛細管電泳背景電解質。位置不同，但核心都是掌性辨識。 五、毛細管電泳的掌性選擇劑 在非掌性背景電解質中，鏡像異構物的遷移率相同，無法分離。加入環糊精後，兩者與環糊精的結合常數不同，游離態與結合態的比例也不同，於是產生有效遷移率差異。中性環糊精也能提供掌性選擇性，因為帶電的分析物本身就會遷移，選擇劑不必帶電。 常見藥物情境應選的掌性選擇劑或條件 Esomeprazole（S-form）中的 R-form 不純物在 Tris-phosphate 背景電解質中加入 hydroxypropyl-β-cyclodextrin。 Dexlansoprazole（R-form）中的 S-lansoprazole以酸性磷酸緩衝液（pH 3）加 β-cyclodextrin 作為方法開發起始條件。 Mepivacaine 的 R／S forms加入 β-cyclodextrin 或 dimethyl-β-cyclodextrin；常搭配酸性磷酸緩衝液（pH 3.0）。 Pilocarpine 與 isopilocarpine磷酸緩衝液加 β-cyclodextrin 效果最好。兩者嚴格來說是差向異構物（立體異構物），一樣靠環糊精的立體辨識分離。 判斷原則很簡單：選項中只要出現 cyclodextrin（含衍生物），通常就是提升鏡像分離的答案。Tris、phosphate、borate 只是緩衝鹽；methanol 只是有機修飾劑，用來調整溶劑性質；這些都不能取代掌性選擇劑。 常考陷阱 「加入 SDS 就能分離 R／S」：SDS（dodecyl sulphate）會形成膠束（MEKC），改變分配與遷移行為，但本身不具掌性，不能區分鏡像異構物。 「任何添加劑都能提升鏡像分離」：Triethanolamine、pyromellitic acid（常用作間接 UV 偵測的背景離子）、NaClO₄、tetrabutylammonium chloride、methanol 都不是掌性選擇劑。 「C18 絕對不能用」：要分清 C18 本身與整個分離系統。移動相加掌性添加物（如 serine 配位基交換）或先做掌性衍生化，C18 仍可完成分離。只加非掌性的 cetrimide 則不行。 「冠醚修飾 C18 也能分離鏡像」：一般冠醚不具掌性，有包合作用不等於有掌性選擇性。 「Pirkle column 是脂肪酸衍生物鍵結」：錯。Pirkle 型的關鍵是掌性辨識基團，多為胺基酸衍生物。 「GC 用 OV-17、OV-5 分離旋光物」：錯。這些是一般矽氧烷管柱，GC 掌性管柱要認 Chirasil Val；ODS 則是 HPLC 管柱。 「環糊精由胺基酸或脂肪酸環化而成」：錯，環糊精由葡萄糖環化而成。 「環糊精只能當固定相」：它也可加入 HPLC 移動相或 CE 背景電解質。 「兩點接觸就夠」或「三點接觸指三個掌性中心」：至少需要三點作用，而且指的是辨識作用的空間配置。 「R 一定右旋、S 一定左旋」：R／S 是絕對構型，＋／－是旋光方向，兩者沒有固定對應關係。 記憶口訣 「鏡像要掌性，三點才辨清；液相認 Pirkle，氣相記 Val；電泳加環糊，葡萄糖成環；SDS、冠醚、cetrimide，非掌性全出局。」