专利摘要
本发明涉及用于对包含在置于格室中的液体中的手性物质进行手性拆分的方法，所述格室由内壁和外壁形成，所述外壁包围所述内壁的至少一部分，所述外壁和内壁中的每一者都是绕着纵轴的旋转实体，所述外壁和内壁彼此同轴，所述方法包含：‑将所述外壁相对于所述内壁朝一个转向旋转，以在所述液体内产生泰勒‑库埃特流动；‑收集所述手性物质中的至少一种。本发明还涉及用于此方法的设备。
权利要求
1.一种用于对包含在置于格室中的液体中的手性物质进行手性拆分的方法，所述格室由内壁和外壁形成，所述外壁包围所述内壁的至少一部分，所述外壁和内壁中的每一者都是绕着纵轴的旋转实体，所述外壁和内壁彼此同轴，所述方法包含：
将所述外壁相对于所述内壁朝一个旋转方向旋转，以在所述液体内产生泰勒-库埃特流动(Taylor-Couette flow)；
收集所述手性物质中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含收集其它手性物质中的至少一种。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其进一步包含以与所述外壁相同或相反的方向旋转所述内壁。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述液体具有5×10
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在间隙内产生的剪切速率为平均1s
6.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包含在所述液体内施加电场。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包含在所述液体内施加电磁场。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包含控制所述格室内的温度。
说明书
技术领域
本发明涉及手性物质的手性拆分技术领域，例如将两种物质互相分离，或者对溶于或分散于非手性液体或混合物中的一种或多种手性物质进行提取。更特别地，本发明涉及手性物质的手性拆分方法和用于手性物质的手性拆分的设备。
背景技术
对彼此互为对映异构体的手性分子的不同药理活性的发现，有时是戏剧性的发现，已经导致不对称合成或不同对映异构体彼此之间的手性拆分的必要性，从而使得它们能够作为分离的化合物(优映体)被施用。因此，不对称合成和手性拆分是制药工业以及像食品、石油、农用化学品和生化这样的其它工业部门中最重要方法中的两种。
不对称合成和手性拆分通常依赖于第三手性化合物的使用。
不对称合成，也称作手性合成或对映选择性合成，由化学反应或反应序列组成，其中在底物分子中形成一个或多个新的手性元素，并以不同的量产生立体异构(在本发明中：对映体)产物，或者更简单地说，通过相对于其它立体异构体更有利于某特定立体异构体形成的方法的化合物合成。
一些化合物的不对称合成可能难以开发，有时需要辛苦研究。此外，很多时候它仍需要手性拆分，因为尽管有利于形成所期望的立体异构体，但产物混合物中可能仍然会存在其它立体异构体，必须将其与期望的立体异构体分离。
手性拆分通常通过手性柱色谱进行。在对映异构体的情况下，此类方法通常在于使得包含待分离对映异构体的混合物流过填充有包含一个或多个用作手性固定相的第三手性化合物的基体的柱，并通过在对映异构体被引入到柱中后用溶剂冲洗手性固定相。第三手性化合物将会选择性地保留一个或多个对映异构体，从而导致洗出液的不同部分的形成，每个部分具有分化浓度的不同对映异构体。因此，可获得具有更高浓度的一个对映异构体并具有基本上零浓度的其它对映异构体的部分。有时一些部分需要在另一个柱中进行进一步洗脱以完成手性拆分。
手性柱色谱的一个缺点是溶剂的高消耗。另一个缺点是用作手性固定相的第三化合物的成本。
在九十年代后期，少数报道提到一个已有上百年但仍令人兴奋的想法：使用流体动力流动代替手性柱色谱来区分手性物体的可能性。流体流动可诱导手性拆分的想法一开始由Howard等在《光学异构体的流体动力学拆分(The hydrodynamic resolution ofoptical isomers)》，AIChE Journal，22,794-798(1976)中提出。从那以后，这个想法已经在理论上进行了相当详细的检验。不使用任何手性固定相(手性柱色谱中最贵的部件)的情况下实现对映异构体的手性拆分将会推动制药工业的革命。但是，对于流体流动施加到手性物体上的力的大小甚至方向仍然没有达成一致意见。尽管几个实验研究报道了特定手性的流动效果，但是从分子尺度(旋蒸时卟啉聚集)到显微尺度(螺旋状细菌)，这些研究在很大程度上仍停留在现象学上。在一些情况下，流体流动通过使用像旋蒸或电磁搅拌这样的不准确的系统来实施，对于它们不同长度尺度的流动结构在很大程度上是未知的。
最多研究的流动类型为哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)流动和库埃特(Couette)流动。
Makino和Doi进行了一个使用库埃特流动的此类研究，并在Physics of fluids，17，103605(2005)中题为《简单剪切流动中扭曲的带状粒子的移动(Migration of twistedribbon-like particles in simple shear flow)》的文章中进行了报道。在他们的模拟中，Makino和Doi使用扭曲带状物模型代替手性分子，在一液体中经受当内圆筒旋转时在同轴的内圆筒和外圆筒之间产生的简单剪切流动。他们预测需要大佩克莱特(Péclet)数来获得有效的手性拆分。另外，他们得出结论，对于小佩克莱特数对映异构体的移动速度极小。
其他作者，例如Marcos等在Physical Review Letters，102，158103(2009)中题为《通过剪切流动分离微量手性物体(Separation of microscale chiral objects byshear flow)》的文章中使用了哈根-泊肃叶流动用于手性拆分。在他们的实验中，他们在由四个壁形成的微米尺寸的通道中使用剪切流动，在通道中放置了不动的、右旋、螺旋形状的细菌双曲钩端螺旋体(Leptospira biflexa)flaB变种。这些细菌平均16μm长，150nm厚，并具有200nm的平均直径。
但是Marcos等的方法需要大量的溶剂。具体而言，由于通道宽度为1mm，注射点为100μm，混合物被溶剂十倍稀释。进一步地，该方法需要高压泵以获得高剪切速率，并且据信该方法难以放大到工业规模。另外，该方法只获得手性物体的富集(约80％)，而不是完全的手性拆分。最后，不同对映异构体需收集在通道横截面的四个象限中(即，一个对映异构体会移动到通道的左上和右下，另一个对映异构体会移动到通道的右上和左下)。这意味着已经较小的通道必须分裂成四个更小的通道来收集对映异构体，再一次导致大的压降和较差的可放大性。
因此，仍需要手性拆分的有效方法。
发明内容
本发明的一个目的是克服至少一个如上所述的现有技术的缺点。
为了这个目的，本发明提供了用于对包含在置于格室中的液体中的手性物质进行手性拆分的方法，所述格室由内圆筒和外圆筒形成，外圆筒和内圆筒彼此同轴，所述方法包含：
-将外圆筒相对于内圆筒朝一个旋转方向旋转，以在液体内产生泰勒-库埃特流动；
-收集手性物质中的至少一种。
与现有技术的预测相反，发明人出乎意料地发现，使用根据本发明产生的泰勒-库埃特流动不仅使得能够对具有大佩克莱特数的系统进行手性拆分，还使得能够对具有小佩克莱特数的系统进行手性拆分。实际上，发明人发现对于小佩克莱特数，物质的移动速度比Makino和Doi预测的至少高一个数量级。
进一步地，旋转外圆筒而不是内圆筒可防止在高转速下任何可能的泰勒不稳定性。
其它任选的非限制性特征如下。
该方法可另外包含收集其它手性物质中的至少一种。
该方法可另外地或可替换地包含以与外壁相同或相反的方向旋转内壁。
液体可另外地或可替换地具有5×10
在间隙内产生的剪切速率可另外地或可替换地为平均1s
该方法可另外地或可替换地包含在液体内施加电场。
该方法可另外地或可替换地包含在液体内施加电磁场。
该方法可另外地或可替换地包含控制格室内的温度。
根据另一个方面，本发明还提供了用于对包含在同一液体中的手性物质进行手性拆分的设备，其包含具有内圆筒和外圆筒的格室，外圆筒与内圆筒同轴并与内圆筒一起形成用于接收液体的间隙；
-致动器，用于将外圆筒朝一个旋转方向旋转，使得在操作中在液体内产生泰勒-库埃特流动；
-收集器，用于收集手性物质中的至少一种。
该设备的可选择的且非限制性的特征如下。
该设备可另外包含另一个收集器，用于收集手性物质中的另一种。
该设备可另外地或可替换地包含另一个致动器，用于将内壁以与外壁相同或相反的方向旋转。
外壁可另外地或可替换地包含第一端截面，并且更靠近外壁的第一端截面的内壁端部不会向上延伸到外壁的第一端截面。
该设备可另外地或可替换地包含电场发生器，用于在间隙内产生电场。电场可以是振荡的或恒定的。还可给电场施加电场梯度。
该设备可另外地或可替换地包含磁场发生器，用于在间隙内产生磁场。磁场可以是振荡的或恒定的。还可给电场施加磁场梯度。
该设备可另外地或可替换地包含温度控制器，用于控制格室内的温度。
附图说明
其它目的、特征和优点将参照以下说明性的且非限制性的图在下文进行描述：
-图1是说明用于本发明手性拆分的方法的步骤的流程图；
-图2是示出具有圆筒形内壁和外壁的格室和手性物质所承受的位移的图解说明；
-图3是示出具有截头圆锥形内壁和外壁的格室的另一个实施例的图解说明；
-图4是示出具有截头圆锥形内壁和圆筒形外壁的格室的又一个实施例的图解说明；
-图5是示出具有内壁的格室的另一个实施例的图解说明，内壁的外面由通过它们较窄的端部互相连接的两个截头圆锥形表面形成；
-图6是用于本发明手性拆分的设备的示意图，该设备适合于执行所述方法，所述方法的步骤在图1中进行了说明；
-图7描绘了自组装手性物质；
-图8是示出对应于泰勒-库埃特流动的不同流动类型的示意图；
-图9到12是对应于泰勒-库埃特流动的四个示范性的流动类型的图片；并且
-图13示意性地描绘了从螺旋藻属蓝绿藻(蓝细菌)获得的螺旋形微米尺寸的螺旋体。
具体实施方式
参照图1，用于根据本发明的手性物质的手性拆分的方法现在将进行更详细地描述。
“物质”是指纳米到微米尺寸的任何物体，例如微米尺寸的扭曲带状物或螺旋状物、或纳米尺寸的粒子和分子。物质还可以是超分子组装体，即组建单元(building block)的组装体，组建单元能够互相组装形成超分子组装体。组建单元可以是手性的。动词“自组装”在此用来指手性组建单元天然具有互相组装的能力或者该能力是被诱导的。超分子组装体呈现出可以是内在的、诱导的或增强的手性。“内在手性超分子组装体”是指组建单元形成手性超分子组装体。“增强手性超分子组装体”是指其手性可在一个或多个手性拆分方法的条件影响下变得更强的内在手性超分子组装体，例如通过它们受到的流动(流动-增强手性超分子组装体)。“诱导手性超分子组装体”是指组建单元形成非手性超分子组装体，但是这个非手性超分子组装体在一个或多个手性拆分方法的条件影响下变成手性的，例如通过它们受到的流动(流动-诱导手性超分子组装体)。因此，组建单元使用本发明比它们未被组装时可以被更有效地分离(参见图7)。此类组建单元的实例为分子，例如手性分子，其任选地结合到双子表面活性剂。
“手性物质”是不能与其本身镜像重叠的物质。互为镜像的两个手性物质被称作是互相“对映的”；一起时，它们由术语“一对对映物质”来表示。“对映的”的意思包括“对映体的”的意思，例如对映异构体，其是与其本身镜像不可重叠的手性分子。
此类用于手性拆分的方法使得对包含在置于格室中的同一液体中的同一组对映物质的两个手性物质进行分离成为可能。该方法还可用来将多组对映物质的手性物质互相分离。该方法还可用来将一种或多种手性物质从非手性介质或混合物分离。
格室由彼此同轴的内壁和外壁形成。外壁沿着内壁的长度包围内壁的至少一部分。换句话说，内壁与外壁沿着壁的公共纵轴纵向重叠一定长度。手性拆分将基本上在圆筒的重叠区域内获得。
方法包含：
-将外壁相对于内壁朝一个旋转方向旋转，以在液体内产生泰勒-库埃特流动；
-收集手性物质中的至少一种。
在过去，据信对于小粒子而言，需要高佩克莱特数来进行有效的手性拆分。佩克莱特数Pe为无量纲数，定义如下：
其中 表示施加的剪切速率，Dr表示物质的旋转扩散常数。旋转扩散与温度T(kB为玻耳兹曼常数)成线性比例，并取决于物质的摩擦系数fr。摩擦系数fr取决于物质置于其中的液体以及对映体的形状、尺寸和手性。
因此，如果佩克莱特数较小，扩散将会接管被液体流动诱导的待分离物质的移动，并且每个物质沿着分离方向的分布将会较宽。因此，过去预料到对于像手性分子这样的小粒子，需要过高的剪切速率。
泰勒-库埃特流动被物理学家定义为通过将两个同轴圆筒相对于彼此进行旋转获得的流动。许多类型的流体流动通过像环形库埃特流动、螺旋流动(特别是当如下所述将包含手性物质的液体从由圆筒形成的格室的一个端部连续引入内壁和外壁之间的间隙中并从另一个端部收回时)、稳定的或不稳定的低雷诺数流动、稳定的或不稳定的高雷诺数流动等这样的此类泰勒-库埃特流动产生。图8示出了可用泰勒-库埃特流动获得的流动实例，图9到12示出了此类流动的四个实例的图片：分别是螺旋状湍流、互穿螺旋状、无特征湍流、以及已调波状漩涡。流动类型通常取决于对外壁和内壁计算的雷诺数Re：
Reo＝ωoRoGν
ωo为外圆筒的转速，Ro为外圆筒内面的半径，ωi为内圆筒的转速，Ri为内圆筒外面的半径，G为两个圆筒之间的间隙(即，R0-Ri)，ν为运动粘度。
但是，如上所述，发明人发现使用根据本发明产生的泰勒-库埃特流动不但使对具有大佩克莱特数的系统进行手性拆分成为可能，而且还使对具有小佩克莱特数的系统进行手性拆分成为可能，而不需要使用过高的剪切速率。
在使用泰勒-库埃特流动的情况下，除了切向运动ut，手性物质还承受与旋转向量共线的力，并随之与沿着与圆筒纵轴共线的第一方向ul位移的一组对映物质的一种手性物质和沿着与第一方向相反的第二方向位移的该组对映物质的另一种手性物质进行不同的反应(参见图2)。除了共线力，发明人发现手性物质还承受垂直于旋转向量的力：手性物质还承受径向位移ur。在建立泰勒-库埃特流动一会儿之后，手性物质各自在不同的“轨道”，即沿着半径不同的位置稳定下来。每个手性物质的平均半径取决于物质的手性而不是它们的起始位置(参见图2)。如以下进一步详述地，这个径向位移ur可有利地用于对承受强位移的手性物质进行分离。
外壁旋转一直保持到手性物质间的充分分离。
包含手性物质的液体可在将一个或两个圆筒旋转之前作为单个批次被引入内壁和外壁之间的间隙中。液体还可在停止或保持圆筒旋转的同时、在引入下一个批次之前以多个批次被引入。液体可最终被连续引入。
可选地，手性物质可被引入内壁和外壁之间的间隙中，并且液体随后被引入。然后手性物质将被原位溶解或分散。
只收集一种手性物质是可能的，例如当只有一种物质特别有意义时；其它的则被丢弃。当一组对映物质的仅一种手性物质特别有意义时，情况也是如此。收集多于一种手性物质，特别是一组对映物质的两种手性物质也是可能的。在这后一种情况下，可对两种对映物质同时进行收集。
另外，手性物质的收集可沿着内壁或外壁的长度在许多不同的点进行，以收集相同手性物质或不同手性物质的级分，如果它们需要被同时分离的话。
收集可通过从外部向格室的一个或多个出口施加负压来进行，从而导致液体从格室取出。如果格室装配有多于一个出口，可向不同的出口施加不同的负压。可选地，可向格室的一个或多个入口施加正压，从而同时在所有出口导致相同的流出量(假如每个出口的压降是相同的)。整个格室的内容物还可通过单个出口取出，然后可被分成含有不同手性物质或者类似的或不同尺寸的手性物质的级分。
内壁优选是固定的，仅有外壁会旋转。但是，内壁还可以与外壁相同或相反的方向旋转；将壁以相反的方向旋转是有益的，因为手性物质在内壁外面和外壁内面上的吸附可被降低。
通过旋转外壁以及任选地内壁产生的剪切速率有利地为1s
其中，ωo为外圆筒的转速，Ro为外圆筒内面的半径，ωi为内圆筒的转速，Ri为内圆筒外面的半径，r为内圆筒和外圆筒之间的位置。
外壁的转速对于纳米尺寸的手性物质有利地为1000rpm到500000rpm(转每分钟)，对于微米尺寸的手性物质有利地为1rpm到5000rpm，对于亚毫米尺寸的手性物质有利地为1rpm到100rpm。
内壁的转速有利地为0rpm到20000rpm。但是，内壁旋转应该使大约1700(例如约1708)的临界泰勒数不被超过，以防止像泰勒涡流、波状涡流、螺旋状涡流、或湍流这样的流动中形成不稳定现象。
含有物质的液体有利地具有5×10
液体可以是溶剂，例如超临界的CO2、丙酮、己烷、二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、氯仿、甲醇、p-二甲苯、苯、氯苯、环己烷、水、乙醇、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯、异丙醇、二甲基亚砜、血、甘油、蜂蜜、或熔融玻璃(例如在1000℃或600℃)。这些溶剂的粘度可在DavidE.Lide的第93版的《CRC化学和物理手册(CRC Handbook of Chemistry and Physics)》(CRC出版社，2012)中找到。
液体粘度越高，越容易将手性物质彼此分离，特别是纳米尺寸的物质。
方法还可包含调节液体粘度，使得在旋转外圆筒、任选地内圆筒之前获得其期望的值。
对于具有小佩克莱特数(即低于约5的佩克莱特数)的物质，手性拆分可通过在液体内施加从外壁指向内壁的校正电场来完善。具有偶极矩的手性物质(例如具有偶极矩的分子)将它们的偶极矩依电场取向。电压有利地为0V到300kV，优选100V到10kV，仍优选500V到5kV。电场方向优选地为径向方向。电场沿着内壁和外壁的长度可以是恒定的，或者可沿着内壁和外壁的长度施加梯度场。电场还可以是振荡电场。施加梯度场使得能够控制手性物质的径向位置，以使得它们中的至少一些更靠近外壁，因为剪切速率在那里更高。
校正还可通过在内壁和外壁2、3之间的间隙4内施加恒定的磁场来获得。具有磁偶极矩的手性物质(例如顺磁性分子)将它们的磁偶极矩依恒定磁场取向。磁场的值有利地为1mT到50T，优选100mT到5T，仍优选500mT到2T。恒定磁场的方向优选地在径向方向。磁场可以沿着内壁和外壁的长度是恒定的，或者可沿着内壁和外壁的长度与径向磁场同时施加次级梯度场。磁场还可以是振荡磁场。施加梯度场使得能够控制手性物质的径向位置，以使得它们中的至少一些更靠近外壁，因为剪切速率在那里更高。当使用磁场时，液体优选为抗磁性介质，用于分离顺磁性对映体，或者液体是顺磁性的，用于分离抗磁性对映体。
可同时施加电场和磁场，从而产生沿着格室纵轴指向的洛伦兹力。当只有一个受到指向相同方向的手性升力的期望的手性物质时，或者当有多个受到指向相同方向的手性升力的期望的手性物质时，可调节电场和磁场，使得洛伦兹力指向与手性升力相同或相反的方向。
电场和/或磁场使得利用径向位移ur获得更好的手性拆分成为可能。
方法还可包含控制格室内的温度。例如，通过降低混合物的温度可以减少手性物质的布朗运动。另外，在一些情况下，例如对于水，可提高它们溶于或分散于其中的液体的粘度。两个效果可帮助增加佩克莱特数，使得手性拆分更有效。可对内壁和外壁中的一个或两个进行加热或冷却。
尽管不同步骤以特定的顺序进行描述并表示为图1中的顺序步骤，这并非必然意味着它们以那个特定的顺序进行。实际上，本领域的技术人员将清楚地理解哪些步骤可同时进行。例如，以下步骤中的每个都可被同时执行：旋转外壁、旋转内壁、施加电场。可在外壁旋转开始后、任选地内壁旋转也开始后启动一个或多个手性物质的收集，但是当收集和旋转都进行时可有一段时间。
参照图3到6，用于根据本发明的手性拆分的设备1在下文进行了描述。
这个设备1使得对包含在同一液体内的手性物质进行分离成为可能。设备1还可用来将多组对映物质的手性物质彼此分离。该方法还可用来将一个或多个手性物质与它们溶于或分散于其中的非手性介质或混合物分离。
设备1包含格室，其具有：
-内壁2；
-与内壁2同轴的外壁3，其与内壁2形成用于接收液体的间隙4。
内壁2和外壁3中的每一者都是旋转实体。通过“旋转实体”，应特别理解在本发明范围内内壁2、外壁3分别包含各自的外面21、内面31，它们通过绕着其为内壁2、外壁3各自的纵轴A的轴旋转平面曲线(即可被包含在平面内的曲线)获得。
在操作中，只有内壁2的外面21和外壁3的内面31是有些许意义的(并在附图中进行了说明)。因此，通过声明内壁和外壁2、3是同轴的并且它们在一定程度上重叠，在这里是指内壁2的外面21和外壁3的内面31是同轴的并且它们在一定程度上重叠。内壁2的内面(如果有的话)的形状和外壁3的外面的形状不重要。
外壁3沿着内壁2的长度包围内壁2的至少一部分。换句话说，内壁和外壁2、3沿着它们共同的纵轴A纵向重叠一定长度。
从内壁和外壁2、3的纵轴纵向得到的重叠长度L有利地大于间隙宽度G平均尺寸的3倍。实际上，重叠的长度L取决于手性物质的移动速度。手性物质移动地越快，重叠的长度L越长。因此，对于缓慢移动的手性物质，长度L应该大于间隙宽度G平均尺寸的3倍；对于快速移动的手性物质，长度最长可达间隙宽度G平均尺寸的100倍。间隙宽度G垂直于壁的纵轴进行测量。
格室包含至少一个入口1in和至少一个出口1out。入口1in和/或出口1out可设在内壁或/和外壁2、3上。优选地，有一个入口和多个出口。设置多个出口，特别是当它们纵向分布时，可帮助手性拆分获得如下文所述的更好的拆分效率。内壁2中的多个出口最适合更倾向于轴向移动而不是径向移动的手性物质，而外壁3中的多个出口则最适合更倾向于径向移动而不是轴向移动的手性物质
入口1in和/或出口1out可独立地为通孔、喷嘴、由内壁或外壁材料形成的网格或多孔膜。例如对于具有强势径向手性移动的手性物质，它们可通过在外壁上设置许多出口或通过提供多孔外壁来通过外壁收集。
内壁2的外面21和外壁3的内面31都可以是圆筒形的(参见图2和6)。通过“圆筒形”，其可以理解为直立圆筒，即圆筒的横截面是一个圆形，使得当外圆筒旋转时在内圆筒的外部表面和外圆筒的内部表面之间保持恒定的间隙。
在这种情况下，内圆筒2包含比外圆筒3的内径更小的外径，它们沿着它们共同的纵轴A纵向重叠一定长度。
在一个变型中，内壁2的外面21和外壁3的内面31可以是具有相同顶角的截头圆锥形，从而也留下恒定的间隙(参见图3)。内壁2较宽的端部与外壁3较宽的端部匹配。换句话说，内壁2较窄的端部与外壁3较窄的端部匹配。在这种结构中，剪切速率随着从内壁和外壁2、3较窄的端部到较宽的端部而增加，从而产生剪切梯度(参见图3中的箭头)。
在另一变化中，内壁2的外面21可以是截头圆锥形，外壁3的内面31可以是圆筒形(参见图4)。因此，内壁2和外壁3之间的间隙4不是恒定的。剪切速率随着从内壁2较窄的端部到较宽的端部而逐渐增加(参见图4中的箭头)。
这后两种结构可例如有利地用来分离具有相同手性(例如都是右旋体或都是左旋体)但具有不同尺寸的不同手性物质。因此，根据尺寸从最小到最大或另一方式，沿着内壁和外壁2、3的纵轴进行分离是可能的。在这些结构中，入口1in优选位于内壁2的一端且多个出口1out远离入口沿着内壁2设置。例如，入口位于内壁2较窄的端部，出口纵向沿着内壁2位于朝向其较宽的端部。
在又一变化中，外壁3为圆筒形，内壁2具有两个通过它们较窄的端部互相连接的优选相同的截头圆锥形实体的形状(参见图5)。这样间隙宽度在格室的两端较窄，在其中间明显更宽。优选地，中心入口1in设在内壁2中对应于两个截头圆锥形实体连接在一起形成内壁2的位置，两个系列的出口1out设在入口的两侧并一直分布到较宽的端部。
这个结构对例如分离可分成两个相对类型的手性的不同手性物质(例如左旋体和右旋体)特别有利。当这些手性物质的混合物通过中心入口1in引入时，外壁3(任选地也有内壁2)的旋转导致一种类型的手性物质(例如右旋物质)向上移动，另一种类型的手性物质(例如左旋物质)向下移动。这样发生第一分离，将一种类型的手性物质与其它类型的物质分开(例如右旋物质从左旋物质分开)。然后，如以上变化，根据手性物质的尺寸每个手性类型会发生第二分离。
对于所有这后三种结构，存在一定的剪切速率，其更容易地被外壁3的转速控制，任选地还可被内壁2的转速控制，在所述剪切速率下对于每种特定手性物质(具有确定的手性和尺寸)，由泰勒-库埃特流动引起的移动位移会通过扩散来平衡。在这种情况下，会在格室内形成多个对应于这个特定手性物质的垂直带。
对于内壁和外壁，像例如截头圆锥形外壁和圆筒形内壁这样的其它几何形状都是可能的。
优选地，当内壁2的外面21和外壁3的内面31之间的间隙宽度G恒定时，它被设为100nm到10mm。更优选地，间隙宽度G对于微米尺寸的物质被设为250μm到5mm，对于纳米尺寸的物质被设为100nm到250μm。
外壁3通常通过垂直于外壁3的纵轴延伸的第一端壁32在它的一个纵向端封闭。当内壁和外壁2、3直立放置时(即它们的纵轴A是垂直的)，第一端壁32形成外壁3的底部封闭部分，这样成为底部端壁。外壁3的其它纵向端部可不封闭或被顶部端壁33封闭。
当外壁3和内壁2被放置成它们的纵轴是水平的时，第一端壁32，任选地顶部端壁33，成为侧壁。
外壁3的长度优选为5cm到2m，其沿着它的纵轴的内面的直径优选为2mm到2m。
可以在内壁2的两端不设底壁，从而通孔可延伸通过其间。也可以以与外壁3相同的方式设置至少一个端壁22、23。内壁2的长度优选为5cm到2m，其外面的直径优选为1mm到2m。
优选地，内壁2更靠近外壁3第一端壁32的端部不会向上延伸到第一端壁32。换句话说，在第一端壁32和内壁2更靠近第一端壁32的端部之间保持一个空间S。空间宽度S优选设为100nm到10mm。
当外壁3在它的两端都被封闭时，优选地，无论内壁的一个端部还是另一个端部都不延伸到将外壁3封闭的端壁。
这具有这样的优点：第一端壁32，和另一个端壁33(如果有的话)，在壁的重叠区域内基本上不会起到驱动作用。实际上，第一端壁32，和另一个端壁33(如果有的话)，以与外壁3相同的转速移动从而影响它附近的液体流动。如果内壁2相应的端部向下延伸到第一端壁32，在壁的底部的一部分液体中不会有任何泰勒-库埃特流动。第一端壁32对液体的影响沿着与纵轴共线远离第一端壁32的方向而降低。当外壁3在其两个端部都封闭时，另一个端壁33存在同样的影响。
内壁和外壁2、3可以是直立的，即它们的纵轴是垂直的，或平卧的，即它们的纵轴是水平的。由于重力对手性物质的移动不起作用，对于小尺寸(通常小于1μm)的手性物质并且一般对于可溶于液体中形成溶液或可分散于液体中形成溶胶的手性物质都可自由选择。但是，对于沉淀的更大的手性物质，内壁和外壁优选是直立的。在这种情况下，向上移动的手性物质会被重力减慢，而向下移动的那些则会被加速。
设备1进一步包含：
-致动器5，用于将外圆筒3朝一个旋转方向旋转，使得在操作中在液体中产生泰勒-库埃特流动；以及
-收集器6，用于收集手性物质中的至少一种。
收集器6与格室的出口1out连接。可选择地，对于每个出口1out可以有一个收集器6，或者一个收集器可与多个出口1out连接。例如，设备1包含两个收集器6、7，用于收集另一种手性物质。它们可被置于壁上相对的端部或内壁和/或外壁2、3上其它有利的位置。当希望收集两个沿着纵轴以相对的方向行进的手性物质(例如一组对映物质)时此类结构是特别优选的。
总的来说，设备1可包含与待收集手性物质同样多的收集器，或者收集器可被设为能够收集多于一个手性物质。
设备1可进一步包含与外壁3的致动器5连接的控制8，以设置外壁的转速3。控制8还可被设置为控制外壁3的致动器5，以改变外壁3的旋转方向。
设备1可进一步包含另一个致动器9，用于将内壁2以与外壁3相同或相反的方向旋转。在这种情况下，设备1可进一步包含与内壁2的致动器9连接的控制10，以设置内壁的转速2。控制10还可被设置为控制内壁2的致动器9，以改变内壁2的旋转方向。
设备4还可包含供料器13，用于向格室供应液体或液体混合物以及手性物质至间隙4中。供料器13与入口1in连接。
设备1可进一步包含电场发生器11，用于在用于接收液体的间隙4中产生电场。电场发生器产生从带正电荷的外壁3指向带负电荷的内壁2的电场。这样，手性物质的电偶极受到一个扭矩，导致手性物质的排列与电场平行。如果施加了梯度电场，控制向内壁2或外壁3移动的手性物质的径向位置是可能的。
可替换地或另外地，设备1可包含磁场发生器12，用于在用于接收液体的间隙4中产生磁场。磁场发生器产生从带正电荷的外壁3指向带负电荷的内壁2的磁场。这样，手性物质的磁偶极受到一个扭矩，导致手性物质的排列与磁场平行。如果施加了梯度磁场，控制向内壁2或外壁3移动的手性物质的径向位置则成为可能。
设备1还可包含温度控制器14，用于控制格室的温度。温度控制器14可为Peltier类型、热传导流体类型和电阻类型中的一种。可在内壁2、外壁3或两个都设温度控制器14。
作为纳米尺寸的物质，200nm长、20nm宽的石英纳米尺寸对映扭曲带状物被使用。左旋扭曲带状物在下文中被标记为S-带状物，右旋扭曲带状物标记为R-带状物。带状物用磺酰罗丹明-B进行荧光标记，使得它们能够用荧光显微法成像。纳米尺寸的物质被分散到水中。
在纳米尺寸的对映物质上的泰勒-库埃特流动实验用泰勒-库埃特格室进行，泰勒-库埃特格室具有半径为1.45mm的旋转外圆筒和半径为1.2mm的固定内圆筒，两者都直立放置并彼此同轴。两个圆筒的长度都是36.8mm。格室温度被设为30℃。纳米尺寸的物质分散于其中的液体为水，其在30℃下的动态粘度为0.798×10
外圆筒在达到稳定状态前顺时针和逆时针转动几分钟，将样品如此进行几个循环。然后，记录对映物质的位移，同时在第一时间段的30秒期间将外圆筒朝一个方向(稳定状态)旋转，并在第二时间段期间朝相反方向旋转，直到达到稳定水平。由于磺酰罗丹明-B标记这可以被检测，荧光信号随着物体的手性和旋转方向而增加或减小。所有测量在以5000rpm旋转外圆筒并导致约2730s
可以观察到，当外圆筒顺时针旋转时R-带状物向下移动，当外圆筒逆时针旋转时R-带状物以相反方向，即向上，移动。至于S-带状物，移动方向相反，即当外圆筒顺时针旋转时S-带状物向上移动，当外圆筒逆时针旋转时S-带状物向下移动。
因此，使用本发明方法进行手性拆分将R和S-带状物分离是可能的。
尽管佩克莱特数只是2.265，但令人惊讶地，当外圆筒旋转时R和S-带状物的纵向速度都是大约50μm/s。
与N1,N2-双十六烷基-N1,N1,N2,N2-四甲基乙烷-1,2-二铵(双子表面活性剂)非共价结合的D-酒石酸盐或L-酒石酸盐用作超分子手性组装体的手性组建单元。D-酒石酸盐和双子表面活性剂自组装成纳米到微米长和20nm直径的左旋扭曲带状物此后是S-带状物，而L-酒石酸盐和双子表面活性剂则自组装成纳米到微米长和20nm直径的右旋扭曲带状物此后是D-带状物。
使用的泰勒-库埃特格室具有1.45mm半径的旋转外圆筒和1.2mm半径的固定内圆筒，两者都直立放置并彼此同轴。圆筒各自为36.8mm长。如前所示的所有结果使用水作为溶剂来获得，水的动态粘度等于0.798×10
外圆筒在达到稳定状态前顺时针和逆时针转动几分钟，将样品如此进行几个循环。然后，记录对映物质的位移，同时在第一时间段的30秒期间将外圆筒朝一个方向(稳定状态)旋转，并在第二时间段期间朝相反方向旋转，直到达到稳定水平。所有测量在以5000rpm旋转外圆筒并导致约2730s
可以观察到，当外圆筒顺时针旋转时R-带状物向下移动，当外圆筒逆时针旋转时R-带状物以相反方向，即向上，移动。至于S-带状物，移动方向相反，即当外圆筒顺时针旋转时S-带状物向上移动，当外圆筒逆时针旋转时S-带状物向下移动。
因此，使用本发明方法进行手性拆分将R和S-带状物分离是可能的。
佩克莱特数为2.265，R-带状物和S-带状物的纵向速度都高达50μm/s。
螺旋形微米尺寸的螺旋体从螺旋藻属蓝绿藻(即，蓝细菌)获得，螺旋藻属蓝绿藻用光照射下的常规液体培养培养。螺旋体(右旋和左旋)为150μm长，30μm宽，10.5μm厚，并具有20μm的螺距(参见图13)。
在这些微米尺寸的对映物质上的泰勒-库埃特流动实验用泰勒-库埃特格室进行，泰勒-库埃特格室具有内部半径为1.45mm的旋转外圆筒和外部半径为1.2mm的固定内圆筒，两者都直立放置并彼此同轴。两个圆筒的长度都是36.8mm。格室温度被设为30℃。微米尺寸的螺旋体分散于其中的液体为水，其在30℃下的动态粘度为0.798×10
只使用右旋螺旋体或只使用左旋螺旋体的实验显示以下结果。当圆筒逆时针旋转时右旋螺旋体向上移动，当圆筒顺时针旋转时右旋螺旋体向下移动。相反地，当外圆筒顺时针旋转时左旋螺旋体向上移动，当外圆筒逆时针旋转时左旋螺旋体向下移动。螺旋体的自发荧光容许使用荧光显微法对它们进行跟踪。在外圆筒旋转为5000rpm下的平均轴向移动速度为0.3mm s
使用这些微米尺寸的螺旋体的外消旋混合物在1:1的右旋:左旋比例下进行实验。通过将外壁在5000rpm旋转5分钟，第一螺旋体浓缩在库埃特格室的顶部和底部，在这里螺旋体的行为与只有一个单独对映体的实验相同(参见以上)。在格室的两个轴向末端形成两个浓缩的塞。接着，流动突然反转，浓缩的塞以相反的方向移动，意味着格室底部的对映体移动到顶部，而最开始位于顶部的对映体则移动到底部。两个浓缩的塞以相反的方向移动，穿过彼此，并在到达格室末端时停止移动。流动反转一分钟后，两个对映体在厘米距离上被完全空间上拆分，表明可使用泰勒-库埃特格室实现手性拆分。
用于手性拆分的方法以及用于此方法的设备专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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