近日，國家納米科學(xué)中心孫佳姝課題組在微流控精準組裝及外消旋體手性測量方面取得重要進展。相關(guān)研究成果“Enantiomorphic Microvortex-Enabled Supramolecular Sensing of Racemic Amino Acids using Achiral Building Blocks”于2019年12月18日在線發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志（Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201913882）。

手性是自然界最基本的性質(zhì)之一，在蛋白質(zhì)折疊、DNA復(fù)制、不對稱催化等過程中起到關(guān)鍵作用；生物分子（如氨基酸）的手性檢測在化學(xué)、醫(yī)學(xué)、制藥等領(lǐng)域具有重要意義。圓二色譜（CD spectroscopy）是當前應(yīng)用最為廣泛的手性檢測方法之一，但該方法僅能檢測少量種類的手性氨基酸，且無法直接測量由等量對映異構(gòu)體組成的氨基酸外消旋體。因此，發(fā)展新的手性分子測量方法，用于氨基酸外消旋體的快速、定量檢測，是化學(xué)測量學(xué)的研究熱點之一。

在前期工作中，孫佳姝課題組利用微尺度下流體的傳熱傳質(zhì)迅速、化學(xué)反應(yīng)高效可控等優(yōu)勢，開發(fā)了系列微流控分子組裝技術(shù)，為功能材料的精準制備提供了變革性平臺（Nano Lett. 2019, 19, 7836-7844；Adv. Mater., 2019, 31, 1804788；Nat. Commun. 2018, 9, 2599）。在此基礎(chǔ)上，我們進一步開發(fā)了基于微尺度手性流體渦控制的超分子組裝新技術(shù)，實現(xiàn)了氨基酸外消旋體的高效、快速、定量檢測。在微流控器件中，利用快速旋轉(zhuǎn)的手性層流微渦，精確控制氨基酸外消旋體與非手性卟啉分子的共組裝行為，在百毫秒內(nèi)形成確定手性的超分子種子，并作為模板繼續(xù)誘導(dǎo)組裝形成手性可控的超分子結(jié)構(gòu)。通過CD測量獲得的超分子結(jié)構(gòu)的二維信號特征，可用于氨基酸外消旋體及對映異構(gòu)體的靈敏、定量檢測。與常規(guī)檢測手段相比，該方法無需使用其他手性分子、避免了衍生化、手性拆分等復(fù)雜前處理步驟，為手性分子測量提供了新思路、新工具。

國家納米科學(xué)中心博士研究生李宜珂、副研究員劉超博士、中國科學(xué)院力學(xué)研究所白軒為論文的共同第一作者，國家納米科學(xué)中心孫佳姝研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院的項目支持。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201913882

圖：基于微尺度手性流體渦的氨基酸外消旋體定量檢測

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