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生物学过程和工业过程中,携带电荷的物种几乎无处不在,这导致人们对于这些电荷物种的识别、检测、环境修复等领域表现越来越多的关注。有鉴于此,牛津大学Paul D. Beer等综述机械化学键增强分子识别和传感的进展。
本文要点:
(1)
超分子化学是由基于螯合效应和大环效应、预组织效应的配位化学理论发展而来,人们通过超分子化学理论构筑非常类似于生物系统的三维结合能力的空腔,这有助于增强主客体相互作用和选择性。
(2)
机械联锁分子MIM(Mechanically interlocked molecules)是一种非常独特的主体分子设计理念,MIN由机械力学键合的拓扑结构能够将三维空腔修饰非共价相互作用。与非互锁的非环状/大环主体分子不同,MIM能够对非常广泛的带电物种表现增强的亲和力和选择性。
模块化合成MIM的分子性质有助于引入光学基团和电化学官能团,因此能够构筑高灵敏和特异性的分子传感器。这项综述讨论了MIM在分子识别和传感领域的进展,描述了MIM的拓扑结构和动态空腔如何能够增强对带电客体物种的识别与传感,展示了机械成键在发展未来化学传感材料的前景。
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参考文献
Jamie T. Wilmore, Paul D. Beer, Exploiting the Mechanical Bond Effect for Enhanced Molecular Recognition and Sensing, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202309098
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202309098