Angew:手性分子修饰Cu(2-x)Se自组装膜进行分子手性识别
纳米技术 纳米 2021-09-01

离子传输通道在生物系统扮演重要作用,因此设计和发展人工通道模拟生物功能通道结构得到广泛关注和研究。

生物离子通道存在于细胞的细胞膜中,物理结构和化学组成表现为不对称结构,具有三种重要特征:离子门控、离子选择性、离子整流性。与感知(perception sensing)和能量转化等过程有关。人们基于离子通道概念发展了各种人工不对称纳米通道体系,用于能量转化、生物传感等应用。

CuSe能够很好的合成和集成,而且具有很好的导电性,是膜通道系统的重要候选材料;药物/代谢物转运DMT(drug/metabolite transporter)是非常特别的跨膜手性选择性传输,目前构建具有类似作用的手性材料和体系用于手性识别,包括手性金属表面、手性框架结构、手性片层、手性膜等。

有鉴于此,江南大学匡华、马伟等报道基于生物离子通道理念,设计和搭建了可控制的手性识别膜通道通过D-青霉胺(penicillamine)分子修饰的Cu2-xSe纳米粒子进行大面积自组装

本文要点:

(1)

这种膜通道是通过D-青霉胺(penicillamine)分子修饰的Cu2-xSe纳米粒子形成的膜结构,这种体系在800-1600 nm近红外区间内,于1440 nm产生最强的圆二色谱,强度高达164.5 mdeg。这种手性D-青霉胺分子修饰Cu2-xSe表面导致表面的对称性被打破,随后Cu2-xSe纳米粒子进行大面积自组装,导致较强的手性光效应。

(2)

通过控制Cu2-xSe纳米粒子的粒径、组装膜的层数目、手性配体的结构,实现了放大整流比RR(magnified rectification ratio)达到114。具体的,作者通过Cu2-xSe修饰在含纳米孔道的阳极氧化铝(AAO)上实现这种较高的RR值效果。

通过与青霉胺之间的相互作用,能够对萘普生(naproxen)实现对映性识别效果,检测限低达0.027 nM。本文研究给出了构建大面积手性膜的方法,同时提供了一种能够进行手性识别、手性探测的方法,有助于深入理解天然体系生物手性物质的传输过程。

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参考文献

Dan Meng, Changlong Hao, Jiarong Cai, Wei Ma, Chen Chen, Chuanlai Xu, Liguang Xu, Hua Kuang*, Tailored Chiral Copper Selenide Nanochannels for Ultrasensitive Enantioselective Recognition and Detection, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202109920

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202109920


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