同濟大學車順愛課題組在手性分子檢測方面取得重要進展

2021-01-16 同濟大學新聞網

同濟大學車順愛課題組在手性分子檢測方面取得重要進展

來源：化學科學與工程學院   時間：2020-05-29  瀏覽：

手性分子的定性和定量檢測，在分析科學、化學生物學、藥物和農藥等領域具有重要意義。但是傳統的光譜法和色譜法由於普適性不高、操作難度大以及設備昂貴等原因，在手性分子檢測領域受到很大的限制。因此，尋找新的手性響應性理論以及檢測技術仍然是一個挑戰。

我校化學科學與工程學院車順愛教授團隊一直致力於新型手性純無機材料的研究，利用無機材料的各種手性響應性實現手性分子的識別和檢測。日前，課題組研究人員利用手性納米結構金膜的表面增強拉曼散射手性各向異性實現手性分子的檢測的成果以「Enantiomeric Discrimination by Surface‐Enhanced Raman Scattering‐Chiral Anisotropy of Chiral Nanostructured Gold Films」為題，發表於國際頂級化學期刊Angew. Chem. Int. Ed.（2020, doi:10.1002/anie.202006486）上。

表面增強拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering， SERS）光譜是一種高靈敏度的分析技術。由於分子與貴金屬基底表面的局域電磁場之間具有強相互作用和強輻射增強，因此這項技術能通過痕量分析物的振動「指紋」提供超靈敏的結構信息。通過在SERS中引入手性納米結構金膜（chiral nanostructured Au films，CNAFs）作為基底來創建表面增強拉曼散射手性各向異性（surface-enhanced Raman scattering-chiral anisotropy， SERS-ChA）。只需入射線性偏振光（或非圓偏振光）即可利用對映體分子的SERS強度來識別對映體。通過繪製SERS-ChA標準工作曲線，可以實現對映體分子ee值的定量檢測。

車順愛教授課題組與廈門大學田中群教授課題組、美國密西根大學Nicholas A. Kotov教授課題組合作，通過對CNAFs材料的表徵解析手性及手性響應性的產生。結合表面增強拉曼散射的原理以及理論計算，推導出SERS-ChA效應的產生是由於對映體分子誘導的電偶極子和磁偶極子與CNAFs等離子體模的選擇性共振耦合。CNAFs的局域手性電磁場進一步選擇性增強了對映體的拉曼光譜，導致SERS-ChA效應。

SERS-ChA是手性等離子體金屬表面對對映體分子的拉曼散射選擇性增強性質，具有很高的對映體敏感性，克服了旋光系統和色譜法的缺點。此方法具有普適性，無需分離樣品，無需提純樣品，不管分子大小，有無極性以及是否具有發色團，僅用一種基底，可以定性定量檢測除內消旋體外的所有手性分子。

車順愛教授為該論文通訊作者，化學科學與工程學院韓璐教授、段瑛瀅副教授、廈門大學丁松園教授和密西根大學Nicholas A. Kotov教授為共同通訊作者；化學科學與工程學院博士生劉澤棲、艾靜為共同第一作者，同濟大學為第一單位。 

文章連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202006486


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