用于分子手性检测的三维扭曲超构材料

手性结构在医药工业中占有非常重要的地位，目前50%以上的药物都是手性化合物。然而，许多手性药物在使用错误的对映体时会产生各种致命的副作用。手性分子的手性是通过测量左旋圆偏振和右旋圆偏振光之间的吸收差异来确定的，这被称为圆二色性。手性分子通常具有非常小的圆二色性信号，只能在深紫外光区测量。传统的圆二色性测量需要很长的积分时间和较大的体积（∼mL）来获得良好的圆二色性光谱。长时间的紫外线照射可能会损害许多生物物种。此外，光电探测器的灵敏度通常很低，可用的光源在此波长范围内受到限制且非常笨重和昂贵。因此，快速、便捷地检测手性分子是制药工业的一个重要课题。由于各种三维手性超构材料表现出强烈的圆二色性反应，研究人员提出了一种可以处理圆二色性信号的扭曲光学超构材料，手性材料的手性折射率与背景之间的差异可以通过求和来消除。

       近日，台湾成功大学Shih-Hui Chang和Yun-Chorng Chang团队提出了一种快速测定手性药物“沙利度胺”的光学方法。该方法是采用纳米球透镜光刻和孔掩模光刻相结合的新方法制备的三维扭曲超构材料阵列。该方法生产效率高，且扭曲超构材料覆盖面积大。在近红外区域观察到较强的圆二色性响应，这使得利用低成本便携式光谱仪系统进行手性检测成为可能。所提出的纳米制备方法显著提高了纳米球透镜光刻和纳米球透镜光刻的性能，可快速适应于各种周期性三维超构材料的制备。此研究结果也为纳米光子学在医药行业的快速渗透铺平了道路。相关研究发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。（徐锐）

文章链接：Lin, C.-Y., et al., Molecular Chirality Detection with Periodic Arrays of Three-Dimensional Twisted metamaterials. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.
       https://doi.org/10.1021/acsami.0c16256