快速、準確地識別對映體在疾病診斷、藥物篩選以及手性催化等領域有著重要的意義。由于對映體具有幾乎相同的物理化學性質,因此,其精確測定往往依賴于預分離技術,這不僅需要昂貴的儀器,還非常耗時。熒光技術是一種快速、實時、高靈敏的分析手段。利用熒光法測定對映體引起了分析化學家的研究興趣。理論上說,有兩種方案可實現對映體的直接測定(無須預分離):一是專屬探針,二是混合探針。然而,前者的實現難度很大;對于后者,探針的混合不可避免的造成測定干擾。因此,能否利用非專屬、非混合的探針實現對映體的精確測定成為一個富有挑戰性的課題。安徽師范大學夏云生課題組在前期工作(Anal. Chem., 2011, 83: 1401~1407)的基礎上,發展了一種新的定量策略,成功解決了這一難題(Anal. Chem., 2012, 84: 7330~7335)。 圖1 基于非混合、非專屬的(量子點-金納米棒)FRET體系用于對映體檢測的示意圖
Fig.1 Schematic illustration of nonexclusive QD/GNR based FRET sensors for chiral assays in two individual systems.
該設計分別以L-半胱氨酸、D-半胱氨酸修飾的量子點(L-QDs、D-QDs)為能量供體,以金納米棒(GNRs)為能量受體,組成兩個熒光共振能量轉移對(FRET)(圖1)。實驗表明,引入微量的半胱氨酸能夠形成(量子點-金納米棒)自組裝體,進而引發從量子點到金納米棒的熒光共振能量轉移,使量子點熒光猝滅。進一步的研究發現,形成自組裝體以及能量轉移效率依賴于加入半胱氨酸的濃度和構型(圖2)。密度泛函計算結果表明,由于半胱氨酸形成二聚體的結合能不同導致上述差異。