Begreppet chiralitet kan vara utmanande för lekmannen, med "kemisk handedness" verkar vara en mycket liten skillnad. Dock, som konsekvenserna av den ökända talidomidkatastrofen visar, att förstå kirala material är ett stort problem. Den fortsatta utvecklingen av kirala separationstekniker förblir därför ett nyckelforskningsområde. Ett team som involverar forskare från Kanazawa University har rapporterat en tre-tillstånd switchable chiral stationary phase (CSP) som ger nya möjligheter i kiral separation. Deras resultat publiceras i Journal of the American Chemical Society .

Kiral högpresterande vätskekromatografi (HPLC) är fortfarande den mest effektiva metoden för att separera kirala molekyler. HPLC innebär att prover körs genom ett rör – känt som en kolonn – som innehåller kiralt material (CSP) som kan skilja mellan par av kirala molekyler (enantiomerer). Dock, på grund av de många enantiomererna som inte kan separeras med för närvarande tillgängliga CSP:er, forskning på detta område pågår fortfarande.

Forskarna rapporterar en CSP baserad på ett spiralformat polymermaterial som innehåller en kiral hängande grupp som får polymeren att anta olika konformationer som svar på metalljoner. När Na ⁺ joner är närvarande tvingas polymeren att anta en vänsterhänt helix så att jonerna kan interagera med den aromatiska komponenten i gruppen. I kontrast, när Cs ⁺ joner är närvarande tvingas polymeren in i en högerhänt helix för att underlätta bindning mellan jonerna och de två syreatomerna i gruppen. I frånvaro av joner är strukturen en deaktiverad blandning av de två spiralerna.

"Våra experiment använde en CSP baserad på ett poly(fenylacetylen)-derivat som kan ändras med hjälp av en akiral extern stimulans, ", studiens huvudförfattare Daisuke Hirose förklarar. "Detta gjorde det möjligt för oss att kontrollera kiraliteten i kolumnen, och därav retentionen av enantiomerer, helt enkelt genom att införa metallsalter. Metalljonerna orsakade att polymeren bytte till en speciell kiral konformation; dock, effekten skulle kunna vändas genom att eluera kolonnen med metanol."

Stabiliteten hos de joninducerade tillstånden visades under 4 dagars kontinuerligt flöde genom kolonnen, och separationsprestandan visades genom att växla mellan aktivt och avaktiverat tillstånd flera gånger.

"Såvitt vi känner till, vårt system är det första rapporterade exemplet på en CSP som kan växlas mellan tre olika igenkänningstillstånd med hjälp av en stimulus som inte är kiral, " studie motsvarande författare Katsuhiro Maeda förklarar. "Vi hoppas kunna bygga vidare på våra resultat för att utöka utbudet av enantiomerer som kan separeras, som vi tror kommer att gynna många forskningsområden som läkemedelsupptäckt."