本發(fā)明涉及手性物質(zhì)的手性拆分技術(shù)領(lǐng)域，例如將兩種物質(zhì)互相分離，或者對溶于或分散于非手性液體或混合物中的一種或多種手性物質(zhì)進(jìn)行提取。更特別地，本發(fā)明涉及手性物質(zhì)的手性拆分方法和用于手性物質(zhì)的手性拆分的設(shè)備。

背景技術(shù)：

對彼此互為對映異構(gòu)體的手性分子的不同藥理活性的發(fā)現(xiàn)，有時(shí)是戲劇性的發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)導(dǎo)致不對稱合成或不同對映異構(gòu)體彼此之間的手性拆分的必要性，從而使得它們能夠作為分離的化合物(優(yōu)映體)被施用。因此，不對稱合成和手性拆分是制藥工業(yè)以及像食品、石油、農(nóng)用化學(xué)品和生化這樣的其它工業(yè)部門中最重要方法中的兩種。

不對稱合成和手性拆分通常依賴于第三手性化合物的使用。

不對稱合成，也稱作手性合成或?qū)τ尺x擇性合成，由化學(xué)反應(yīng)或反應(yīng)序列組成，其中在底物分子中形成一個(gè)或多個(gè)新的手性元素，并以不同的量產(chǎn)生立體異構(gòu)(在本發(fā)明中：對映體)產(chǎn)物，或者更簡單地說，通過相對于其它立體異構(gòu)體更有利于某特定立體異構(gòu)體形成的方法的化合物合成。

一些化合物的不對稱合成可能難以開發(fā)，有時(shí)需要辛苦研究。此外，很多時(shí)候它仍需要手性拆分，因?yàn)楸M管有利于形成所期望的立體異構(gòu)體，但產(chǎn)物混合物中可能仍然會存在其它立體異構(gòu)體，必須將其與期望的立體異構(gòu)體分離。

手性拆分通常通過手性柱色譜進(jìn)行。在對映異構(gòu)體的情況下，此類方法通常在于使得包含待分離對映異構(gòu)體的混合物流過填充有包含一個(gè)或多個(gè)用作手性固定相的第三手性化合物的基體的柱，并通過在對映異構(gòu)體被引入到柱中后用溶劑沖洗手性固定相。第三手性化合物將會選擇性地保留一個(gè)或多個(gè)對映異構(gòu)體，從而導(dǎo)致洗出液的不同部分的形成，每個(gè)部分具有分化濃度的不同對映異構(gòu)體。因此，可獲得具有更高濃度的一個(gè)對映異構(gòu)體并具有基本上零濃度的其它對映異構(gòu)體的部分。有時(shí)一些部分需要在另一個(gè)柱中進(jìn)行進(jìn)一步洗脫以完成手性拆分。

手性柱色譜的一個(gè)缺點(diǎn)是溶劑的高消耗。另一個(gè)缺點(diǎn)是用作手性固定相的第三化合物的成本。

在九十年代后期，少數(shù)報(bào)道提到一個(gè)已有上百年但仍令人興奮的想法：使用流體動(dòng)力流動(dòng)代替手性柱色譜來區(qū)分手性物體的可能性。流體流動(dòng)可誘導(dǎo)手性拆分的想法一開始由Howard等在《光學(xué)異構(gòu)體的流體動(dòng)力學(xué)拆分(The hydrodynamic resolution of optical isomers)》，AIChE Journal，22,794-798(1976)中提出。從那以后，這個(gè)想法已經(jīng)在理論上進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的檢驗(yàn)。不使用任何手性固定相(手性柱色譜中最貴的部件)的情況下實(shí)現(xiàn)對映異構(gòu)體的手性拆分將會推動(dòng)制藥工業(yè)的革命。但是，對于流體流動(dòng)施加到手性物體上的力的大小甚至方向仍然沒有達(dá)成一致意見。盡管幾個(gè)實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道了特定手性的流動(dòng)效果，但是從分子尺度(旋蒸時(shí)卟啉聚集)到顯微尺度(螺旋狀細(xì)菌)，這些研究在很大程度上仍停留在現(xiàn)象學(xué)上。在一些情況下，流體流動(dòng)通過使用像旋蒸或電磁攪拌這樣的不準(zhǔn)確的系統(tǒng)來實(shí)施，對于它們不同長度尺度的流動(dòng)結(jié)構(gòu)在很大程度上是未知的。

最多研究的流動(dòng)類型為哈根-泊肅葉(Hagen-Poiseuille)流動(dòng)和庫埃特(Couette)流動(dòng)。

Makino和Doi進(jìn)行了一個(gè)使用庫埃特流動(dòng)的此類研究，并在Physics of fluids，17，103605(2005)中題為《簡單剪切流動(dòng)中扭曲的帶狀粒子的移動(dòng)(Migration of twisted ribbon-like particles in simple shear flow)》的文章中進(jìn)行了報(bào)道。在他們的模擬中，Makino和Doi使用扭曲帶狀物模型代替手性分子，在一液體中經(jīng)受當(dāng)內(nèi)圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)在同軸的內(nèi)圓筒和外圓筒之間產(chǎn)生的簡單剪切流動(dòng)。他們預(yù)測需要大佩克萊特(Péclet)數(shù)來獲得有效的手性拆分。另外，他們得出結(jié)論，對于小佩克萊特?cái)?shù)對映異構(gòu)體的移動(dòng)速度極小。

其他作者，例如Marcos等在Physical Review Letters，102，158103(2009)中題為《通過剪切流動(dòng)分離微量手性物體(Separation of microscale chiral objects by shear flow)》的文章中使用了哈根-泊肅葉流動(dòng)用于手性拆分。在他們的實(shí)驗(yàn)中，他們在由四個(gè)壁形成的微米尺寸的通道中使用剪切流動(dòng)，在通道中放置了不動(dòng)的、右旋、螺旋形狀的細(xì)菌雙曲鉤端螺旋體(Leptospira biflexa)flaB變種。這些細(xì)菌平均16μm長，150nm厚，并具有200nm的平均直徑。

但是Marcos等的方法需要大量的溶劑。具體而言，由于通道寬度為1mm，注射點(diǎn)為100μm，混合物被溶劑十倍稀釋。進(jìn)一步地，該方法需要高壓泵以獲得高剪切速率，并且據(jù)信該方法難以放大到工業(yè)規(guī)模。另外，該方法只獲得手性物體的富集(約80％)，而不是完全的手性拆分。最后，不同對映異構(gòu)體需收集在通道橫截面的四個(gè)象限中(即，一個(gè)對映異構(gòu)體會移動(dòng)到通道的左上和右下，另一個(gè)對映異構(gòu)體會移動(dòng)到通道的右上和左下)。這意味著已經(jīng)較小的通道必須分裂成四個(gè)更小的通道來收集對映異構(gòu)體，再一次導(dǎo)致大的壓降和較差的可放大性。

因此，仍需要手性拆分的有效方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是克服至少一個(gè)如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

為了這個(gè)目的，本發(fā)明提供了用于對包含在置于格室中的液體中的手性物質(zhì)進(jìn)行手性拆分的方法，所述格室由內(nèi)圓筒和外圓筒形成，外圓筒和內(nèi)圓筒彼此同軸，所述方法包含：

-將外圓筒相對于內(nèi)圓筒朝一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以在液體內(nèi)產(chǎn)生泰勒-庫埃特流動(dòng)；

-收集手性物質(zhì)中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)測相反，發(fā)明人出乎意料地發(fā)現(xiàn)，使用根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的泰勒-庫埃特流動(dòng)不僅使得能夠?qū)哂写笈蹇巳R特?cái)?shù)的系統(tǒng)進(jìn)行手性拆分，還使得能夠?qū)哂行∨蹇巳R特?cái)?shù)的系統(tǒng)進(jìn)行手性拆分。實(shí)際上，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對于小佩克萊特?cái)?shù)，物質(zhì)的移動(dòng)速度比Makino和Doi預(yù)測的至少高一個(gè)數(shù)量級。

進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)外圓筒而不是內(nèi)圓筒可防止在高轉(zhuǎn)速下任何可能的泰勒不穩(wěn)定性。

其它任選的非限制性特征如下。

該方法可另外包含收集其它手性物質(zhì)中的至少一種。

該方法可另外地或可替換地包含以與外壁相同或相反的方向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壁。

液體可另外地或可替換地具有5×10^-5Pa.s到10³Pa.s的粘度。

在間隙內(nèi)產(chǎn)生的剪切速率可另外地或可替換地為平均1s^–1到10¹²s^–1。

該方法可另外地或可替換地包含在液體內(nèi)施加電場。

該方法可另外地或可替換地包含在液體內(nèi)施加電磁場。

該方法可另外地或可替換地包含控制格室內(nèi)的溫度。

根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了用于對包含在同一液體中的手性物質(zhì)進(jìn)行手性拆分的設(shè)備，其包含具有內(nèi)圓筒和外圓筒的格室，外圓筒與內(nèi)圓筒同軸并與內(nèi)圓筒一起形成用于接收液體的間隙；

-致動(dòng)器，用于將外圓筒朝一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，使得在操作中在液體內(nèi)產(chǎn)生泰勒-庫埃特流動(dòng)；

-收集器，用于收集手性物質(zhì)中的至少一種。

該設(shè)備的可選擇的且非限制性的特征如下。

該設(shè)備可另外包含另一個(gè)收集器，用于收集手性物質(zhì)中的另一種。

該設(shè)備可另外地或可替換地包含另一個(gè)致動(dòng)器，用于將內(nèi)壁以與外壁相同或相反的方向旋轉(zhuǎn)。

外壁可另外地或可替換地包含第一端截面，并且更靠近外壁的第一端截面的內(nèi)壁端部不會向上延伸到外壁的第一端截面。

該設(shè)備可另外地或可替換地包含電場發(fā)生器，用于在間隙內(nèi)產(chǎn)生電場。電場可以是振蕩的或恒定的。還可給電場施加電場梯度。

該設(shè)備可另外地或可替換地包含磁場發(fā)生器，用于在間隙內(nèi)產(chǎn)生磁場。磁場可以是振蕩的或恒定的。還可給電場施加磁場梯度。

該設(shè)備可另外地或可替換地包含溫度控制器，用于控制格室內(nèi)的溫度。

附圖說明

其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將參照以下說明性的且非限制性的圖在下文進(jìn)行描述：

-圖1是說明用于本發(fā)明手性拆分的方法的步驟的流程圖；

-圖2是示出具有圓筒形內(nèi)壁和外壁的格室和手性物質(zhì)所承受的位移的圖解說明；

-圖3是示出具有截頭圓錐形內(nèi)壁和外壁的格室的另一個(gè)實(shí)施例的圖解說明；

-圖4是示出具有截頭圓錐形內(nèi)壁和圓筒形外壁的格室的又一個(gè)實(shí)施例的圖解說明；

-圖5是示出具有內(nèi)壁的格室的另一個(gè)實(shí)施例的圖解說明，內(nèi)壁的外面由通過它們較窄的端部互相連接的兩個(gè)截頭圓錐形表面形成；

-圖6是用于本發(fā)明手性拆分的設(shè)備的示意圖，該設(shè)備適合于執(zhí)行所述方法，所述方法的步驟在圖1中進(jìn)行了說明；

-圖7描繪了自組裝手性物質(zhì)；

-圖8是示出對應(yīng)于泰勒-庫埃特流動(dòng)的不同流動(dòng)類型的示意圖；

-圖9到12是對應(yīng)于泰勒-庫埃特流動(dòng)的四個(gè)示范性的流動(dòng)類型的圖片；并且

-圖13示意性地描繪了從螺旋藻屬藍(lán)綠藻(藍(lán)細(xì)菌)獲得的螺旋形微米尺寸的螺旋體。

具體實(shí)施方式

參照圖1，用于根據(jù)本發(fā)明的手性物質(zhì)的手性拆分的方法現(xiàn)在將進(jìn)行更詳細(xì)地描述。

“物質(zhì)”是指納米到微米尺寸的任何物體，例如微米尺寸的扭曲帶狀物或螺旋狀物、或納米尺寸的粒子和分子。物質(zhì)還可以是超分子組裝體，即組建單元(building block)的組裝體，組建單元能夠互相組裝形成超分子組裝體。組建單元可以是手性的。動(dòng)詞“自組裝”在此用來指手性組建單元天然具有互相組裝的能力或者該能力是被誘導(dǎo)的。超分子組裝體呈現(xiàn)出可以是內(nèi)在的、誘導(dǎo)的或增強(qiáng)的手性。“內(nèi)在手性超分子組裝體”是指組建單元形成手性超分子組裝體?！霸鰪?qiáng)手性超分子組裝體”是指其手性可在一個(gè)或多個(gè)手性拆分方法的條件影響下變得更強(qiáng)的內(nèi)在手性超分子組裝體，例如通過它們受到的流動(dòng)(流動(dòng)-增強(qiáng)手性超分子組裝體)?！罢T導(dǎo)手性超分子組裝體”是指組建單元形成非手性超分子組裝體，但是這個(gè)非手性超分子組裝體在一個(gè)或多個(gè)手性拆分方法的條件影響下變成手性的，例如通過它們受到的流動(dòng)(流動(dòng)-誘導(dǎo)手性超分子組裝體)。因此，組建單元使用本發(fā)明比它們未被組裝時(shí)可以被更有效地分離(參見圖7)。此類組建單元的實(shí)例為分子，例如手性分子，其任選地結(jié)合到雙子表面活性劑。

“手性物質(zhì)”是不能與其本身鏡像重疊的物質(zhì)?；殓R像的兩個(gè)手性物質(zhì)被稱作是互相“對映的”；一起時(shí)，它們由術(shù)語“一對對映物質(zhì)”來表示。“對映的”的意思包括“對映體的”的意思，例如對映異構(gòu)體，其是與其本身鏡像不可重疊的手性分子。

此類用于手性拆分的方法使得對包含在置于格室中的同一液體中的同一組對映物質(zhì)的兩個(gè)手性物質(zhì)進(jìn)行分離成為可能。該方法還可用來將多組對映物質(zhì)的手性物質(zhì)互相分離。該方法還可用來將一種或多種手性物質(zhì)從非手性介質(zhì)或混合物分離。

格室由彼此同軸的內(nèi)壁和外壁形成。外壁沿著內(nèi)壁的長度包圍內(nèi)壁的至少一部分。換句話說，內(nèi)壁與外壁沿著壁的公共縱軸縱向重疊一定長度。手性拆分將基本上在圓筒的重疊區(qū)域內(nèi)獲得。

方法包含：

-將外壁相對于內(nèi)壁朝一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以在液體內(nèi)產(chǎn)生泰勒-庫埃特流動(dòng)；

-收集手性物質(zhì)中的至少一種。

在過去，據(jù)信對于小粒子而言，需要高佩克萊特?cái)?shù)來進(jìn)行有效的手性拆分。佩克萊特?cái)?shù)Pe為無量綱數(shù)，定義如下：

其中表示施加的剪切速率，D_r表示物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散常數(shù)。旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散與溫度T(k_B為玻耳茲曼常數(shù))成線性比例，并取決于物質(zhì)的摩擦系數(shù)f_r。摩擦系數(shù)f_r取決于物質(zhì)置于其中的液體以及對映體的形狀、尺寸和手性。

因此，如果佩克萊特?cái)?shù)較小，擴(kuò)散將會接管被液體流動(dòng)誘導(dǎo)的待分離物質(zhì)的移動(dòng)，并且每個(gè)物質(zhì)沿著分離方向的分布將會較寬。因此，過去預(yù)料到對于像手性分子這樣的小粒子，需要過高的剪切速率。

泰勒-庫埃特流動(dòng)被物理學(xué)家定義為通過將兩個(gè)同軸圓筒相對于彼此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)獲得的流動(dòng)。許多類型的流體流動(dòng)通過像環(huán)形庫埃特流動(dòng)、螺旋流動(dòng)(特別是當(dāng)如下所述將包含手性物質(zhì)的液體從由圓筒形成的格室的一個(gè)端部連續(xù)引入內(nèi)壁和外壁之間的間隙中并從另一個(gè)端部收回時(shí))、穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的低雷諾數(shù)流動(dòng)、穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的高雷諾數(shù)流動(dòng)等這樣的此類泰勒-庫埃特流動(dòng)產(chǎn)生。圖8示出了可用泰勒-庫埃特流動(dòng)獲得的流動(dòng)實(shí)例，圖9到12示出了此類流動(dòng)的四個(gè)實(shí)例的圖片：分別是螺旋狀湍流、互穿螺旋狀、無特征湍流、以及已調(diào)波狀漩渦。流動(dòng)類型通常取決于對外壁和內(nèi)壁計(jì)算的雷諾數(shù)Re：

Re_o＝ω_oR_oGν^–1及Re_i＝ω_iR_iGν^–1

ω_o為外圓筒的轉(zhuǎn)速，R_o為外圓筒內(nèi)面的半徑，ω_i為內(nèi)圓筒的轉(zhuǎn)速，R_i為內(nèi)圓筒外面的半徑，G為兩個(gè)圓筒之間的間隙(即，R₀-R_i)，ν為運(yùn)動(dòng)粘度。

但是，如上所述，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的泰勒-庫埃特流動(dòng)不但使對具有大佩克萊特?cái)?shù)的系統(tǒng)進(jìn)行手性拆分成為可能，而且還使對具有小佩克萊特?cái)?shù)的系統(tǒng)進(jìn)行手性拆分成為可能，而不需要使用過高的剪切速率。

在使用泰勒-庫埃特流動(dòng)的情況下，除了切向運(yùn)動(dòng)u_t，手性物質(zhì)還承受與旋轉(zhuǎn)向量共線的力，并隨之與沿著與圓筒縱軸共線的第一方向u_l位移的一組對映物質(zhì)的一種手性物質(zhì)和沿著與第一方向相反的第二方向位移的該組對映物質(zhì)的另一種手性物質(zhì)進(jìn)行不同的反應(yīng)(參見圖2)。除了共線力，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)手性物質(zhì)還承受垂直于旋轉(zhuǎn)向量的力：手性物質(zhì)還承受徑向位移u_r。在建立泰勒-庫埃特流動(dòng)一會兒之后，手性物質(zhì)各自在不同的“軌道”，即沿著半徑不同的位置穩(wěn)定下來。每個(gè)手性物質(zhì)的平均半徑取決于物質(zhì)的手性而不是它們的起始位置(參見圖2)。如以下進(jìn)一步詳述地，這個(gè)徑向位移u_r可有利地用于對承受強(qiáng)位移的手性物質(zhì)進(jìn)行分離。

外壁旋轉(zhuǎn)一直保持到手性物質(zhì)間的充分分離。

包含手性物質(zhì)的液體可在將一個(gè)或兩個(gè)圓筒旋轉(zhuǎn)之前作為單個(gè)批次被引入內(nèi)壁和外壁之間的間隙中。液體還可在停止或保持圓筒旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、在引入下一個(gè)批次之前以多個(gè)批次被引入。液體可最終被連續(xù)引入。

可選地，手性物質(zhì)可被引入內(nèi)壁和外壁之間的間隙中，并且液體隨后被引入。然后手性物質(zhì)將被原位溶解或分散。

只收集一種手性物質(zhì)是可能的，例如當(dāng)只有一種物質(zhì)特別有意義時(shí)；其它的則被丟棄。當(dāng)一組對映物質(zhì)的僅一種手性物質(zhì)特別有意義時(shí)，情況也是如此。收集多于一種手性物質(zhì)，特別是一組對映物質(zhì)的兩種手性物質(zhì)也是可能的。在這后一種情況下，可對兩種對映物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行收集。

另外，手性物質(zhì)的收集可沿著內(nèi)壁或外壁的長度在許多不同的點(diǎn)進(jìn)行，以收集相同手性物質(zhì)或不同手性物質(zhì)的級分，如果它們需要被同時(shí)分離的話。

收集可通過從外部向格室的一個(gè)或多個(gè)出口施加負(fù)壓來進(jìn)行，從而導(dǎo)致液體從格室取出。如果格室裝配有多于一個(gè)出口，可向不同的出口施加不同的負(fù)壓。可選地，可向格室的一個(gè)或多個(gè)入口施加正壓，從而同時(shí)在所有出口導(dǎo)致相同的流出量(假如每個(gè)出口的壓降是相同的)。整個(gè)格室的內(nèi)容物還可通過單個(gè)出口取出，然后可被分成含有不同手性物質(zhì)或者類似的或不同尺寸的手性物質(zhì)的級分。

內(nèi)壁優(yōu)選是固定的，僅有外壁會旋轉(zhuǎn)。但是，內(nèi)壁還可以與外壁相同或相反的方向旋轉(zhuǎn)；將壁以相反的方向旋轉(zhuǎn)是有益的，因?yàn)槭中晕镔|(zhì)在內(nèi)壁外面和外壁內(nèi)面上的吸附可被降低。

通過旋轉(zhuǎn)外壁以及任選地內(nèi)壁產(chǎn)生的剪切速率有利地為1s^–1到10¹²s^–1，優(yōu)選10²s^–1到10¹⁰s^–1，更優(yōu)選10⁶s^–1到10⁸s¹。剪切速率與外壁和內(nèi)壁的轉(zhuǎn)速以及兩個(gè)壁之間在其重疊部分內(nèi)的間隙寬度相關(guān)聯(lián)：

其中，ω_o為外圓筒的轉(zhuǎn)速，R_o為外圓筒內(nèi)面的半徑，ω_i為內(nèi)圓筒的轉(zhuǎn)速，R_i為內(nèi)圓筒外面的半徑，r為內(nèi)圓筒和外圓筒之間的位置。

外壁的轉(zhuǎn)速對于納米尺寸的手性物質(zhì)有利地為1000rpm到500000rpm(轉(zhuǎn)每分鐘)，對于微米尺寸的手性物質(zhì)有利地為1rpm到5000rpm，對于亞毫米尺寸的手性物質(zhì)有利地為1rpm到100rpm。

內(nèi)壁的轉(zhuǎn)速有利地為0rpm到20000rpm。但是，內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)應(yīng)該使大約1700(例如約1708)的臨界泰勒數(shù)不被超過，以防止像泰勒渦流、波狀渦流、螺旋狀渦流、或湍流這樣的流動(dòng)中形成不穩(wěn)定現(xiàn)象。

含有物質(zhì)的液體有利地具有5×10^-5Pa.s到10³Pa.s的粘度。優(yōu)選地，對于高佩克萊特?cái)?shù)，粘度為10^-1Pa.s到10³Pa.s，對于小佩克萊特?cái)?shù)，粘度為5×10^-5Pa.s到10^-1Pa.s。更高的粘度會減少旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，這樣通過擴(kuò)散有利于手性移動(dòng)而不是分散。另外，剪切應(yīng)力與粘度成線性比例，并且更高的剪切應(yīng)力會導(dǎo)致更高的手性升力，從而導(dǎo)致更快的分離。

液體可以是溶劑，例如超臨界的CO₂、丙酮、己烷、二氯甲烷、四氫呋喃、甲苯、氯仿、甲醇、p-二甲苯、苯、氯苯、環(huán)己烷、水、乙醇、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯、異丙醇、二甲基亞砜、血、甘油、蜂蜜、或熔融玻璃(例如在1000℃或600℃)。這些溶劑的粘度可在David E.Lide的第93版的《CRC化學(xué)和物理手冊(CRC Handbook of Chemistry and Physics)》(CRC出版社，2012)中找到。

液體粘度越高，越容易將手性物質(zhì)彼此分離，特別是納米尺寸的物質(zhì)。

方法還可包含調(diào)節(jié)液體粘度，使得在旋轉(zhuǎn)外圓筒、任選地內(nèi)圓筒之前獲得其期望的值。

對于具有小佩克萊特?cái)?shù)(即低于約5的佩克萊特?cái)?shù))的物質(zhì)，手性拆分可通過在液體內(nèi)施加從外壁指向內(nèi)壁的校正電場來完善。具有偶極矩的手性物質(zhì)(例如具有偶極矩的分子)將它們的偶極矩依電場取向。電壓有利地為0V到300kV，優(yōu)選100V到10kV，仍優(yōu)選500V到5kV。電場方向優(yōu)選地為徑向方向。電場沿著內(nèi)壁和外壁的長度可以是恒定的，或者可沿著內(nèi)壁和外壁的長度施加梯度場。電場還可以是振蕩電場。施加梯度場使得能夠控制手性物質(zhì)的徑向位置，以使得它們中的至少一些更靠近外壁，因?yàn)榧羟兴俾试谀抢锔摺?/p>

校正還可通過在內(nèi)壁和外壁2、3之間的間隙4內(nèi)施加恒定的磁場來獲得。具有磁偶極矩的手性物質(zhì)(例如順磁性分子)將它們的磁偶極矩依恒定磁場取向。磁場的值有利地為1mT到50T，優(yōu)選100mT到5T，仍優(yōu)選500mT到2T。恒定磁場的方向優(yōu)選地在徑向方向。磁場可以沿著內(nèi)壁和外壁的長度是恒定的，或者可沿著內(nèi)壁和外壁的長度與徑向磁場同時(shí)施加次級梯度場。磁場還可以是振蕩磁場。施加梯度場使得能夠控制手性物質(zhì)的徑向位置，以使得它們中的至少一些更靠近外壁，因?yàn)榧羟兴俾试谀抢锔摺．?dāng)使用磁場時(shí)，液體優(yōu)選為抗磁性介質(zhì)，用于分離順磁性對映體，或者液體是順磁性的，用于分離抗磁性對映體。

可同時(shí)施加電場和磁場，從而產(chǎn)生沿著格室縱軸指向的洛倫茲力。當(dāng)只有一個(gè)受到指向相同方向的手性升力的期望的手性物質(zhì)時(shí)，或者當(dāng)有多個(gè)受到指向相同方向的手性升力的期望的手性物質(zhì)時(shí)，可調(diào)節(jié)電場和磁場，使得洛倫茲力指向與手性升力相同或相反的方向。

電場和/或磁場使得利用徑向位移u_r獲得更好的手性拆分成為可能。

方法還可包含控制格室內(nèi)的溫度。例如，通過降低混合物的溫度可以減少手性物質(zhì)的布朗運(yùn)動(dòng)。另外，在一些情況下，例如對于水，可提高它們?nèi)苡诨蚍稚⒂谄渲械囊后w的粘度。兩個(gè)效果可幫助增加佩克萊特?cái)?shù)，使得手性拆分更有效?？蓪?nèi)壁和外壁中的一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)行加熱或冷卻。

盡管不同步驟以特定的順序進(jìn)行描述并表示為圖1中的順序步驟，這并非必然意味著它們以那個(gè)特定的順序進(jìn)行。實(shí)際上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚地理解哪些步驟可同時(shí)進(jìn)行。例如，以下步驟中的每個(gè)都可被同時(shí)執(zhí)行：旋轉(zhuǎn)外壁、旋轉(zhuǎn)內(nèi)壁、施加電場?？稍谕獗谛D(zhuǎn)開始后、任選地內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)也開始后啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)手性物質(zhì)的收集，但是當(dāng)收集和旋轉(zhuǎn)都進(jìn)行時(shí)可有一段時(shí)間。

參照圖3到6，用于根據(jù)本發(fā)明的手性拆分的設(shè)備1在下文進(jìn)行了描述。

這個(gè)設(shè)備1使得對包含在同一液體內(nèi)的手性物質(zhì)進(jìn)行分離成為可能。設(shè)備1還可用來將多組對映物質(zhì)的手性物質(zhì)彼此分離。該方法還可用來將一個(gè)或多個(gè)手性物質(zhì)與它們?nèi)苡诨蚍稚⒂谄渲械姆鞘中越橘|(zhì)或混合物分離。

設(shè)備1包含格室，其具有：

-內(nèi)壁2；

-與內(nèi)壁2同軸的外壁3，其與內(nèi)壁2形成用于接收液體的間隙4。

內(nèi)壁2和外壁3中的每一者都是旋轉(zhuǎn)實(shí)體。通過“旋轉(zhuǎn)實(shí)體”，應(yīng)特別理解在本發(fā)明范圍內(nèi)內(nèi)壁2、外壁3分別包含各自的外面21、內(nèi)面31，它們通過繞著其為內(nèi)壁2、外壁3各自的縱軸A的軸旋轉(zhuǎn)平面曲線(即可被包含在平面內(nèi)的曲線)獲得。

在操作中，只有內(nèi)壁2的外面21和外壁3的內(nèi)面31是有些許意義的(并在附圖中進(jìn)行了說明)。因此，通過聲明內(nèi)壁和外壁2、3是同軸的并且它們在一定程度上重疊，在這里是指內(nèi)壁2的外面21和外壁3的內(nèi)面31是同軸的并且它們在一定程度上重疊。內(nèi)壁2的內(nèi)面(如果有的話)的形狀和外壁3的外面的形狀不重要。

外壁3沿著內(nèi)壁2的長度包圍內(nèi)壁2的至少一部分。換句話說，內(nèi)壁和外壁2、3沿著它們共同的縱軸A縱向重疊一定長度。

從內(nèi)壁和外壁2、3的縱軸縱向得到的重疊長度L有利地大于間隙寬度G平均尺寸的3倍。實(shí)際上，重疊的長度L取決于手性物質(zhì)的移動(dòng)速度。手性物質(zhì)移動(dòng)地越快，重疊的長度L越長。因此，對于緩慢移動(dòng)的手性物質(zhì)，長度L應(yīng)該大于間隙寬度G平均尺寸的3倍；對于快速移動(dòng)的手性物質(zhì)，長度最長可達(dá)間隙寬度G平均尺寸的100倍。間隙寬度G垂直于壁的縱軸進(jìn)行測量。

格室包含至少一個(gè)入口1_in和至少一個(gè)出口1_out。入口1_in和/或出口1_out可設(shè)在內(nèi)壁或/和外壁2、3上。優(yōu)選地，有一個(gè)入口和多個(gè)出口。設(shè)置多個(gè)出口，特別是當(dāng)它們縱向分布時(shí)，可幫助手性拆分獲得如下文所述的更好的拆分效率。內(nèi)壁2中的多個(gè)出口最適合更傾向于軸向移動(dòng)而不是徑向移動(dòng)的手性物質(zhì)，而外壁3中的多個(gè)出口則最適合更傾向于徑向移動(dòng)而不是軸向移動(dòng)的手性物質(zhì)

入口1_in和/或出口1_out可獨(dú)立地為通孔、噴嘴、由內(nèi)壁或外壁材料形成的網(wǎng)格或多孔膜。例如對于具有強(qiáng)勢徑向手性移動(dòng)的手性物質(zhì)，它們可通過在外壁上設(shè)置許多出口或通過提供多孔外壁來通過外壁收集。

內(nèi)壁2的外面21和外壁3的內(nèi)面31都可以是圓筒形的(參見圖2和6)。通過“圓筒形”，其可以理解為直立圓筒，即圓筒的橫截面是一個(gè)圓形，使得當(dāng)外圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)在內(nèi)圓筒的外部表面和外圓筒的內(nèi)部表面之間保持恒定的間隙。

在這種情況下，內(nèi)圓筒2包含比外圓筒3的內(nèi)徑更小的外徑，它們沿著它們共同的縱軸A縱向重疊一定長度。

在一個(gè)變型中，內(nèi)壁2的外面21和外壁3的內(nèi)面31可以是具有相同頂角的截頭圓錐形，從而也留下恒定的間隙(參見圖3)。內(nèi)壁2較寬的端部與外壁3較寬的端部匹配。換句話說，內(nèi)壁2較窄的端部與外壁3較窄的端部匹配。在這種結(jié)構(gòu)中，剪切速率隨著從內(nèi)壁和外壁2、3較窄的端部到較寬的端部而增加，從而產(chǎn)生剪切梯度(參見圖3中的箭頭)。

在另一變化中，內(nèi)壁2的外面21可以是截頭圓錐形，外壁3的內(nèi)面31可以是圓筒形(參見圖4)。因此，內(nèi)壁2和外壁3之間的間隙4不是恒定的。剪切速率隨著從內(nèi)壁2較窄的端部到較寬的端部而逐漸增加(參見圖4中的箭頭)。

這后兩種結(jié)構(gòu)可例如有利地用來分離具有相同手性(例如都是右旋體或都是左旋體)但具有不同尺寸的不同手性物質(zhì)。因此，根據(jù)尺寸從最小到最大或另一方式，沿著內(nèi)壁和外壁2、3的縱軸進(jìn)行分離是可能的。在這些結(jié)構(gòu)中，入口1_in優(yōu)選位于內(nèi)壁2的一端且多個(gè)出口1_out遠(yuǎn)離入口沿著內(nèi)壁2設(shè)置。例如，入口位于內(nèi)壁2較窄的端部，出口縱向沿著內(nèi)壁2位于朝向其較寬的端部。

在又一變化中，外壁3為圓筒形，內(nèi)壁2具有兩個(gè)通過它們較窄的端部互相連接的優(yōu)選相同的截頭圓錐形實(shí)體的形狀(參見圖5)。這樣間隙寬度在格室的兩端較窄，在其中間明顯更寬。優(yōu)選地，中心入口1_in設(shè)在內(nèi)壁2中對應(yīng)于兩個(gè)截頭圓錐形實(shí)體連接在一起形成內(nèi)壁2的位置，兩個(gè)系列的出口1_out設(shè)在入口的兩側(cè)并一直分布到較寬的端部。

這個(gè)結(jié)構(gòu)對例如分離可分成兩個(gè)相對類型的手性的不同手性物質(zhì)(例如左旋體和右旋體)特別有利。當(dāng)這些手性物質(zhì)的混合物通過中心入口1_in引入時(shí)，外壁3(任選地也有內(nèi)壁2)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致一種類型的手性物質(zhì)(例如右旋物質(zhì))向上移動(dòng)，另一種類型的手性物質(zhì)(例如左旋物質(zhì))向下移動(dòng)。這樣發(fā)生第一分離，將一種類型的手性物質(zhì)與其它類型的物質(zhì)分開(例如右旋物質(zhì)從左旋物質(zhì)分開)。然后，如以上變化，根據(jù)手性物質(zhì)的尺寸每個(gè)手性類型會發(fā)生第二分離。

對于所有這后三種結(jié)構(gòu)，存在一定的剪切速率，其更容易地被外壁3的轉(zhuǎn)速控制，任選地還可被內(nèi)壁2的轉(zhuǎn)速控制，在所述剪切速率下對于每種特定手性物質(zhì)(具有確定的手性和尺寸)，由泰勒-庫埃特流動(dòng)引起的移動(dòng)位移會通過擴(kuò)散來平衡。在這種情況下，會在格室內(nèi)形成多個(gè)對應(yīng)于這個(gè)特定手性物質(zhì)的垂直帶。

對于內(nèi)壁和外壁，像例如截頭圓錐形外壁和圓筒形內(nèi)壁這樣的其它幾何形狀都是可能的。

優(yōu)選地，當(dāng)內(nèi)壁2的外面21和外壁3的內(nèi)面31之間的間隙寬度G恒定時(shí)，它被設(shè)為100nm到10mm。更優(yōu)選地，間隙寬度G對于微米尺寸的物質(zhì)被設(shè)為250μm到5mm，對于納米尺寸的物質(zhì)被設(shè)為100nm到250μm。

外壁3通常通過垂直于外壁3的縱軸延伸的第一端壁32在它的一個(gè)縱向端封閉。當(dāng)內(nèi)壁和外壁2、3直立放置時(shí)(即它們的縱軸A是垂直的)，第一端壁32形成外壁3的底部封閉部分，這樣成為底部端壁。外壁3的其它縱向端部可不封閉或被頂部端壁33封閉。

當(dāng)外壁3和內(nèi)壁2被放置成它們的縱軸是水平的時(shí)，第一端壁32，任選地頂部端壁33，成為側(cè)壁。

外壁3的長度優(yōu)選為5cm到2m，其沿著它的縱軸的內(nèi)面的直徑優(yōu)選為2mm到2m。

可以在內(nèi)壁2的兩端不設(shè)底壁，從而通孔可延伸通過其間。也可以以與外壁3相同的方式設(shè)置至少一個(gè)端壁22、23。內(nèi)壁2的長度優(yōu)選為5cm到2m，其外面的直徑優(yōu)選為1mm到2m。

優(yōu)選地，內(nèi)壁2更靠近外壁3第一端壁32的端部不會向上延伸到第一端壁32。換句話說，在第一端壁32和內(nèi)壁2更靠近第一端壁32的端部之間保持一個(gè)空間S?？臻g寬度S優(yōu)選設(shè)為100nm到10mm。

當(dāng)外壁3在它的兩端都被封閉時(shí)，優(yōu)選地，無論內(nèi)壁的一個(gè)端部還是另一個(gè)端部都不延伸到將外壁3封閉的端壁。

這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)：第一端壁32，和另一個(gè)端壁33(如果有的話)，在壁的重疊區(qū)域內(nèi)基本上不會起到驅(qū)動(dòng)作用。實(shí)際上，第一端壁32，和另一個(gè)端壁33(如果有的話)，以與外壁3相同的轉(zhuǎn)速移動(dòng)從而影響它附近的液體流動(dòng)。如果內(nèi)壁2相應(yīng)的端部向下延伸到第一端壁32，在壁的底部的一部分液體中不會有任何泰勒-庫埃特流動(dòng)。第一端壁32對液體的影響沿著與縱軸共線遠(yuǎn)離第一端壁32的方向而降低。當(dāng)外壁3在其兩個(gè)端部都封閉時(shí)，另一個(gè)端壁33存在同樣的影響。

內(nèi)壁和外壁2、3可以是直立的，即它們的縱軸是垂直的，或平臥的，即它們的縱軸是水平的。由于重力對手性物質(zhì)的移動(dòng)不起作用，對于小尺寸(通常小于1μm)的手性物質(zhì)并且一般對于可溶于液體中形成溶液或可分散于液體中形成溶膠的手性物質(zhì)都可自由選擇。但是，對于沉淀的更大的手性物質(zhì)，內(nèi)壁和外壁優(yōu)選是直立的。在這種情況下，向上移動(dòng)的手性物質(zhì)會被重力減慢，而向下移動(dòng)的那些則會被加速。

設(shè)備1進(jìn)一步包含：

-致動(dòng)器5，用于將外圓筒3朝一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，使得在操作中在液體中產(chǎn)生泰勒-庫埃特流動(dòng)；以及

-收集器6，用于收集手性物質(zhì)中的至少一種。

收集器6與格室的出口1_out連接。可選擇地，對于每個(gè)出口1_out可以有一個(gè)收集器6，或者一個(gè)收集器可與多個(gè)出口1_out連接。例如，設(shè)備1包含兩個(gè)收集器6、7，用于收集另一種手性物質(zhì)。它們可被置于壁上相對的端部或內(nèi)壁和/或外壁2、3上其它有利的位置。當(dāng)希望收集兩個(gè)沿著縱軸以相對的方向行進(jìn)的手性物質(zhì)(例如一組對映物質(zhì))時(shí)此類結(jié)構(gòu)是特別優(yōu)選的。

總的來說，設(shè)備1可包含與待收集手性物質(zhì)同樣多的收集器，或者收集器可被設(shè)為能夠收集多于一個(gè)手性物質(zhì)。

設(shè)備1可進(jìn)一步包含與外壁3的致動(dòng)器5連接的控制8，以設(shè)置外壁的轉(zhuǎn)速3。控制8還可被設(shè)置為控制外壁3的致動(dòng)器5，以改變外壁3的旋轉(zhuǎn)方向。

設(shè)備1可進(jìn)一步包含另一個(gè)致動(dòng)器9，用于將內(nèi)壁2以與外壁3相同或相反的方向旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，設(shè)備1可進(jìn)一步包含與內(nèi)壁2的致動(dòng)器9連接的控制10，以設(shè)置內(nèi)壁的轉(zhuǎn)速2?？刂?0還可被設(shè)置為控制內(nèi)壁2的致動(dòng)器9，以改變內(nèi)壁2的旋轉(zhuǎn)方向。

設(shè)備4還可包含供料器13，用于向格室供應(yīng)液體或液體混合物以及手性物質(zhì)至間隙4中。供料器13與入口1_in連接。

設(shè)備1可進(jìn)一步包含電場發(fā)生器11，用于在用于接收液體的間隙4中產(chǎn)生電場。電場發(fā)生器產(chǎn)生從帶正電荷的外壁3指向帶負(fù)電荷的內(nèi)壁2的電場。這樣，手性物質(zhì)的電偶極受到一個(gè)扭矩，導(dǎo)致手性物質(zhì)的排列與電場平行。如果施加了梯度電場，控制向內(nèi)壁2或外壁3移動(dòng)的手性物質(zhì)的徑向位置是可能的。

可替換地或另外地，設(shè)備1可包含磁場發(fā)生器12，用于在用于接收液體的間隙4中產(chǎn)生磁場。磁場發(fā)生器產(chǎn)生從帶正電荷的外壁3指向帶負(fù)電荷的內(nèi)壁2的磁場。這樣，手性物質(zhì)的磁偶極受到一個(gè)扭矩，導(dǎo)致手性物質(zhì)的排列與磁場平行。如果施加了梯度磁場，控制向內(nèi)壁2或外壁3移動(dòng)的手性物質(zhì)的徑向位置則成為可能。

設(shè)備1還可包含溫度控制器14，用于控制格室的溫度。溫度控制器14可為Peltier類型、熱傳導(dǎo)流體類型和電阻類型中的一種?？稍趦?nèi)壁2、外壁3或兩個(gè)都設(shè)溫度控制器14。

實(shí)例

納米尺寸的物質(zhì)

作為納米尺寸的物質(zhì)，200nm長、20nm寬的石英納米尺寸對映扭曲帶狀物被使用。左旋扭曲帶狀物在下文中被標(biāo)記為S-帶狀物，右旋扭曲帶狀物標(biāo)記為R-帶狀物。帶狀物用磺酰羅丹明-B進(jìn)行熒光標(biāo)記，使得它們能夠用熒光顯微法成像。納米尺寸的物質(zhì)被分散到水中。

在納米尺寸的對映物質(zhì)上的泰勒-庫埃特流動(dòng)實(shí)驗(yàn)用泰勒-庫埃特格室進(jìn)行，泰勒-庫埃特格室具有半徑為1.45mm的旋轉(zhuǎn)外圓筒和半徑為1.2mm的固定內(nèi)圓筒，兩者都直立放置并彼此同軸。兩個(gè)圓筒的長度都是36.8mm。格室溫度被設(shè)為30℃。納米尺寸的物質(zhì)分散于其中的液體為水，其在30℃下的動(dòng)態(tài)粘度為0.798×10^-3Pa.s。像所有牛頓流體一樣，水的粘度不依賴于所用的剪切速率而只依賴于溫度。

外圓筒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)幾分鐘，將樣品如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán)。然后，記錄對映物質(zhì)的位移，同時(shí)在第一時(shí)間段的30秒期間將外圓筒朝一個(gè)方向(穩(wěn)定狀態(tài))旋轉(zhuǎn)，并在第二時(shí)間段期間朝相反方向旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到穩(wěn)定水平。由于磺酰羅丹明-B標(biāo)記這可以被檢測，熒光信號隨著物體的手性和旋轉(zhuǎn)方向而增加或減小。所有測量在以5000rpm旋轉(zhuǎn)外圓筒并導(dǎo)致約2730s^–1的剪切速率的同時(shí)進(jìn)行。

可以觀察到，當(dāng)外圓筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)R-帶狀物向下移動(dòng)，當(dāng)外圓筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)R-帶狀物以相反方向，即向上，移動(dòng)。至于S-帶狀物，移動(dòng)方向相反，即當(dāng)外圓筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)S-帶狀物向上移動(dòng)，當(dāng)外圓筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)S-帶狀物向下移動(dòng)。

因此，使用本發(fā)明方法進(jìn)行手性拆分將R和S-帶狀物分離是可能的。

盡管佩克萊特?cái)?shù)只是2.265，但令人驚訝地，當(dāng)外圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)R和S-帶狀物的縱向速度都是大約50μm/s。

超分子手性組裝體

與N1,N2-雙十六烷基-N1,N1,N2,N2-四甲基乙烷-1,2-二銨(雙子表面活性劑)非共價(jià)結(jié)合的D-酒石酸鹽或L-酒石酸鹽用作超分子手性組裝體的手性組建單元。D-酒石酸鹽和雙子表面活性劑自組裝成納米到微米長和20nm直徑的左旋扭曲帶狀物此后是S-帶狀物，而L-酒石酸鹽和雙子表面活性劑則自組裝成納米到微米長和20nm直徑的右旋扭曲帶狀物此后是D-帶狀物。

使用的泰勒-庫埃特格室具有1.45mm半徑的旋轉(zhuǎn)外圓筒和1.2mm半徑的固定內(nèi)圓筒，兩者都直立放置并彼此同軸。圓筒各自為36.8mm長。如前所示的所有結(jié)果使用水作為溶劑來獲得，水的動(dòng)態(tài)粘度等于0.798×10^-3Pa.s(在30℃下)。像所有牛頓流體一樣，水的粘度不依賴于所用的剪切速率而只依賴于溫度。格室恒溫在30℃。

外圓筒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)幾分鐘，將樣品如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán)。然后，記錄對映物質(zhì)的位移，同時(shí)在第一時(shí)間段的30秒期間將外圓筒朝一個(gè)方向(穩(wěn)定狀態(tài))旋轉(zhuǎn)，并在第二時(shí)間段期間朝相反方向旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到穩(wěn)定水平。所有測量在以5000rpm旋轉(zhuǎn)外圓筒并導(dǎo)致約2730s^–1的剪切速率的同時(shí)進(jìn)行。

可以觀察到，當(dāng)外圓筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)R-帶狀物向下移動(dòng)，當(dāng)外圓筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)R-帶狀物以相反方向，即向上，移動(dòng)。至于S-帶狀物，移動(dòng)方向相反，即當(dāng)外圓筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)S-帶狀物向上移動(dòng)，當(dāng)外圓筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)S-帶狀物向下移動(dòng)。

因此，使用本發(fā)明方法進(jìn)行手性拆分將R和S-帶狀物分離是可能的。

佩克萊特?cái)?shù)為2.265，R-帶狀物和S-帶狀物的縱向速度都高達(dá)50μm/s。

微米尺寸的物質(zhì)

螺旋形微米尺寸的螺旋體從螺旋藻屬藍(lán)綠藻(即，藍(lán)細(xì)菌)獲得，螺旋藻屬藍(lán)綠藻用光照射下的常規(guī)液體培養(yǎng)培養(yǎng)。螺旋體(右旋和左旋)為150μm長，30μm寬，10.5μm厚，并具有20μm的螺距(參見圖13)。

在這些微米尺寸的對映物質(zhì)上的泰勒-庫埃特流動(dòng)實(shí)驗(yàn)用泰勒-庫埃特格室進(jìn)行，泰勒-庫埃特格室具有內(nèi)部半徑為1.45mm的旋轉(zhuǎn)外圓筒和外部半徑為1.2mm的固定內(nèi)圓筒，兩者都直立放置并彼此同軸。兩個(gè)圓筒的長度都是36.8mm。格室溫度被設(shè)為30℃。微米尺寸的螺旋體分散于其中的液體為水，其在30℃下的動(dòng)態(tài)粘度為0.798×10^-3Pa.s。

只使用右旋螺旋體或只使用左旋螺旋體的實(shí)驗(yàn)顯示以下結(jié)果。當(dāng)圓筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)右旋螺旋體向上移動(dòng)，當(dāng)圓筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)右旋螺旋體向下移動(dòng)。相反地，當(dāng)外圓筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)左旋螺旋體向上移動(dòng)，當(dāng)外圓筒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)左旋螺旋體向下移動(dòng)。螺旋體的自發(fā)熒光容許使用熒光顯微法對它們進(jìn)行跟蹤。在外圓筒旋轉(zhuǎn)為5000rpm下的平均軸向移動(dòng)速度為0.3mm s^–1。

使用這些微米尺寸的螺旋體的外消旋混合物在1:1的右旋:左旋比例下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過將外壁在5000rpm旋轉(zhuǎn)5分鐘，第一螺旋體濃縮在庫埃特格室的頂部和底部，在這里螺旋體的行為與只有一個(gè)單獨(dú)對映體的實(shí)驗(yàn)相同(參見以上)。在格室的兩個(gè)軸向末端形成兩個(gè)濃縮的塞。接著，流動(dòng)突然反轉(zhuǎn)，濃縮的塞以相反的方向移動(dòng)，意味著格室底部的對映體移動(dòng)到頂部，而最開始位于頂部的對映體則移動(dòng)到底部。兩個(gè)濃縮的塞以相反的方向移動(dòng)，穿過彼此，并在到達(dá)格室末端時(shí)停止移動(dòng)。流動(dòng)反轉(zhuǎn)一分鐘后，兩個(gè)對映體在厘米距離上被完全空間上拆分，表明可使用泰勒-庫埃特格室實(shí)現(xiàn)手性拆分。