《自然·通訊》化學所超分子手性組裝研究獲進展

作為三維物體的基本屬性之一，手性廣泛存在於自然界中，大到宇宙中的銀河系、小到微觀的分子、粒子體系。對於手性的研究不僅有助於我們加深對地球生命甚至是宇宙起源的認識，而且在生命科學、製藥以及材料科學等領域也有著非常重要的現實作用。在手性研究中，除了分子層次的手性以外，分子以上層次尤其是納米尺度上的手性問題研究正在日益引起人們的廣泛興趣。

在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中科院膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室研究員劉鳴華課題組科研人員一直致力於探索在界面和超分子凝膠等自組裝體系中超分子手性的產生、傳遞、放大和調控的規律(Chem. Rev. 2015, 115 , 7304–7397; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 15062-15066; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137,16109-16115)。他們在超分子手性開關(Adv. Mater. 2014, 26, 6959-6964)，手性識別(Angew. Chem. Int. Ed.2013, 52, 4122-4126; Chem. Asian J. 2016, 11,2642-2649)，不對稱催化(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138 , 15629–15635)等應用方面取得了一些重要成果。

事實上，超分子自組裝的研究靈感大都來自於生物體系中，而在生物體系中，信息交互都是多通道的，不僅通過手性信息通道，而且也會通過離子、電子、光等能量通道。這些多通道信息的集成和協同的表達對生命體完成一系列複雜的生理活動起著至關重要的作用。因此在人工的自組裝體系中，將多種信息通道集成在一起研究也可能產生一些新的功能。在之前的超分子手性研究中，大部分工作都集中在單一手性信息通道的研究，很少將手性和能量信息通道結合起來研究。近期，他們與中科院國家納米科學中心、天津大學的研究人員合作，成功地將手性和圓偏振發光能量集成在自組裝的納米螺旋纖維中。他們通過超分子自組裝的方法構築了基於手性π凝膠因子和非手性的π受體分子形成的複合納米螺旋結構，並研究了手性和能量信息如何在納米尺度上從給體分子傳遞到受體分子。結果表明，單獨的手性π凝膠因子可以自組裝形成納米螺旋纖維結構。在非手性的受體分子共存的情況下，兩者仍然可以通過共組裝形成複合的納米螺旋。在複合體系中，非手性的受體分子可以同時捕獲給體的手性和能量，同時表現出超分子手性和能量轉移放大的圓偏振發光。該研究成果發表在《自然-通訊》雜誌上（DOI: 10.1038/ncomms15727）。

圖 1 自組裝納米纖維中的手性和能量轉移放大的圓偏振發光

全文鏈接：

https://www.nature.com/articles/ncomms15727

來源：化學所

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