手性AIE荧光探针对映选择性检测手性酸和氨基酸
对映选择性识别是自然界的普遍过程，涉及不对称合成、手性药物分离、食品化学和生命科学等领域。目前已经有报道了一些手性分子识别的方法，例如色谱法等。基于荧光技术的手性识别凭借操作简单、成本低廉、可以高通量筛选等优点引起了人们的广泛关注。然而，到目前为止性能优异的手性荧光探针还较少，不能满足实际需求。因此，开发多功能的手性荧光探针是十分有必要的。
基于前期对手性AIE荧光材料的研究（ACS Nano 2022, 16, 8223−8232; Chem. Sci. 2022, 13, 611–632; Chem. Commun. 2021, 57, 13321–13324; ACS Materials Lett. 2019, 1, 192−202），唐本忠院士团队宝鸡文理学院AIE（聚集诱导发光）研究中心冯海涛教授通过在肉桂腈分子骨架上引入手性1,2-二苯基乙二胺合成了一对具有光学活性的AIE发光体，成功实现了对手性酸和氨基酸的对映选择性识别。
如图1所示，该团队提出了一种基于对映体识别的多功能手性探针开发策略，即使用一对手性AIE探针通过主客体相互作用与一对对映异构体生成不同形态的络合物表现出不同的发光性质而进行区分。对映体识别能力可归因于手性1,2-二苯基乙二胺基团与手性客体分子之间的多重氢键相互作用和特定的立体选择性。此外，该手性AIE探针能以单刺激双响应的方式在22种酸性化合物中检测精氨酸。
图1. 对映异构体的选择性识别与精氨酸特异性识别示意图。
设计合成的手性AIE分子（R/S-7）对18对手性酸和手性氨基酸表现出良好的对映选择性，特别是对D/L-Boc-丙氨酸具有优异的对映选择性，两种对映体络合物之间的荧光强度比达到17.9倍。通过对不同含量的对映异构体进行荧光强度测试，可以绘制出R-7与D/L-Boc-丙氨酸结合地荧光标准曲线，进而可以定量分析D/L-Boc-丙氨酸在该浓度下的ee值。核磁滴定和二维NOESY核磁实验佐证了探针分子与氨基酸的络合作用机理。此外，作者也利用圆二色谱技术对手性酸化合物进行了识别。
图2. 手性AIE分子对Boc-丙氨酸的对映选择性识别研究
在实验过程中，作者发现手性AIE探针对精氨酸具有特异性响应。在紫外吸收光谱中可以看到当精氨酸加入到R-7的DMSO溶液中时，在吸收谱图500 nm处出现了明显的吸收峰。通过紫外和荧光滴定实验，确定的探针分子对精氨酸的检测限为0.2 μM。抗干扰实验表明R-7具有较强的抗干扰效果。以上的实验表明R-7作为探针分子，在对映体识别和精氨酸的可视化检测上都有较好的效果，实现了基于AIEgens的多功能手性探针的开发。
图3. 精氨酸的可视化检测
近期，这一成果发表在Organic Chemistry Frontiers上，文章的第一作者是宝鸡文理学院AIE研究中心陈明宇和齐春轩博士，共同作者为尹昱婷、吕盼盼、向松、田靖靖博士，第四军医大学赵景峰博士。论文通讯作者是冯海涛教授和唐本忠院士。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省科技创新团队项目、陕西省青年科技新星项目、陕西省教育厅科研基金、陕西省自然科学基金、广东省基础与应用基础研究项目支持。
论文信息：
链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/qo/d2qo01073a
题目：Enantioselective Determination of Chiral Acids and Amino Acids by Chiral Receptor with Aggregation-induced Emission
作者：Mingyu Chen,† Chunxuan Qi,† Yu-Ting Yin, Panpan Lv, Song Xiang, Jingjing Tian, Jing Feng Zhao, Hai-Tao Feng* and Ben Zhong Tang*
