山西师大张献明教授团队在MOF基对映选择性传感器领域取得进展

手性在医药、生物和食品添加剂等领域变得越来越重要。生命体中同一物质的不同对映异构体展现了不同性质，甚至某种异构体能引起有机体不良的反应，如食品添加剂D-和L-乳酸等α-羟基羧酸异构体，因此识别这些异构体是非常重要且极具挑战性的任务。二维MOFs材料因其在气体分离、能量转换和储存、催化和传感领域所表现出的优异性能而引起了更多研究者的兴趣，然而由于缺乏同手性MOFs及本质上纳米层的堆积导致同手性和纳米层剥离及相关的对映选择性催化和传感仍面临大的挑战。已报道的二维手性MOF对手性对映异构体产生一定的荧光识别效果，但对于实际应用还有很大的差距。

山西师范大学张献明教授团队基于此前的1D金属有机纳米管（HMOF-2）对食品添加剂D/L-乳酸等可进入管内的小尺寸分子显示了明显的荧光猝灭及良好的识别效果，而由于纳米管的限域效应，对大尺寸的R/S-扁桃酸显示了可忽略的响应（J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 4453-4460)。为了进一步改进R/S-扁桃酸等α-羟基羧酸的识别效果，提出了改进MOF的维度及其表面功能位点进而改变主客体密切作用的策略。和一维纳米管比较，二维超薄纳米层具有高的比表面积和大量裸露的功能位点，可进一步促进主客体密切接触。于是，采用了与HMOF-2相同的同手性主配体，用二连接的4,4'-bipyridine取代单连接的pyridine辅助配体，从而构筑了二维同手性MOF（HMOF-3），它经溶剂辅助的超声法可剥离成超薄的单层纳米片HMOF-3-NS。在R/S-扁桃酸等羟基羧酸和D/L-丙氨酸等氨基酸参与下，HMOF-3-NS悬浮液显示灵敏的荧光增强效应，最高能达到63.5倍，且对映体增强比率KBH(L-色氨酸)/KBH(D-色氨酸)为16.3, KBH(S‑扁桃酸)/KBH(R‑扁桃酸)为2.7，具有实际应用的潜力。

该研究以“Turn-On Fluorescence Enantioselective Sensing of Hydroxyl Carboxylic Enantiomers by Metal–Organic Framework Nanosheets with a Homochiral Tetracarboxylate of Cyclohexane Diamide”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上(SCI一区，影响因子9.229)，教师赵彦武博士为第一作者，张献明教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和“1331工程”等项目的支持。

来源：山西师范大学

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c02897