大家好，今天給大家分享一篇納米通道識別對映異構體的文章。本文通訊作者是東北大學的宋焱焱老師，主要從事氣體傳感和納米電分析化學的研究。(Chem. Sci.|Locally superengineered cascade recognition–quantification zones in nanochannels for sensitive enantiomer identification)
β-環糊精在納米通道的一側自組裝，用於選擇性識別對映異構體; CuMOFs在另一側作為響應單元，用於定量通過納米通道的對映異構體。以精氨酸對映體為鑑別對象，L-Arg分子選擇性地結合在識別區；D-Arg分子通過識別區，與H2O2反應生成NO，進一步誘導Cu-MOF上的Cu(II)節點轉變為Cu(I)，並產生跨膜電流和MOF配體的熒光變化。
通過電化學法並450℃燒結2 h得到TiO2M納米管膜；CuNPs的選擇性修飾是通過TiO2納米通道固有的光催化活性和界面生長策略來實現的，Cu2+從TiO2M的尖端入口處向底端入口處的遷移，並使用LED燈照射底端入口側以觸發光催化還原形成CuNPs；隨後利用CuNPs為Cu2+源在H3TCA（4,4'4''-三甲酸三苯胺）中通過水熱法進一步製備出CuTCA納米晶。
以苯基磷酸鈉(PP)為連接橋，PP通過磷酸與Ti-OH基團之間親和作用修飾在納米通道壁上，然後通過β-環糊精分子與PP上的苯分子之間的主-客體相互作用引入β-CD。
該材料通過XRD、SEM、TEM、FTIR、EDS以及熒光染料標記等進行表徵，見下圖。
為了估算β-CD對映體選擇性在膜中的傳遞差異，進行了定向擴散實驗。擴散實驗的原理圖如圖a所示。薄膜固定在兩個池之間，左側為D-Arg或L-Arg溶液，右側為去離子水。24小時後，兩側的CD光譜如圖b。從吸收峰強度來看，D-Arg的擴散能力是L-Arg的近16倍。
圖c、d記錄了材料每個處理步驟時的I-V曲線和離子電流變化。
很顯然，β-CD–CuTCA/TiO2M對D/L-Arg的電流響應強於β-CD/TiO2M（圖a、b），並且D-Arg的信號更強（圖c），這種信號源於銅(II)還原產生的銅(I)。圖C顯示了不同D/L-Arg濃度下的離子電流變化(ΔI為+1.0V的離子電流)，檢出限(LOD)為0.7 nm。
但是當施加高濃度的目標對映體(0.25-10μM)時，D/L-Arg的ΔI值在相同濃度下表現出較小的差異(圖d)，這可歸因於識別區的吸附飽和。
同時考察了膜β-CD–CuTCA/TiO2M對其他對映體D/L -穀氨酸、D/L -苯丙氨酸和D/L -組氨酸的識別性能。如圖f所示，在濃度為0.1μM時，與D/L-Arg相比，Glu、Phe的離子電流變化較小。該濃度下β-CD/TiO2M的I-V曲線的變化可以忽略不計。當濃度增至0.1μM後對這三種氨基酸對映體識別能力相似（圖e）。
原文引用 DOI: 10.1039/D2SC03198A
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