手性等离子体纳米弹簧识别对映体手性的机理研究以及在环境污染分析中的初步应用

项目名称： 手性等离子体纳米弹簧识别对映体手性的机理研究以及在环境污染分析中的初步应用

项目编号： No.21473149

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 黄陟峰

作者单位： 香港浸会大学深圳研究院

项目金额： 90万元

中文摘要： 手性是自然界的本质属性,手性对映体彼此是对方不可叠加的镜像.识别对映体有助于使用手性药物有效治疗疾病、确定环境污染源、研究污染致毒机理和评估生态风险.本项目旨在发展一种新的手性识别方法,研究识别原理,并初步应用于环境污染分析中.在手性银纳米弹簧(AgNS)阵列上吸附对映体,检测紫外-可见圆二色 (CD)谱峰随手性吸附的变化;定量分析该变化,研究手性耦合机理以识别对映体手性;研究光学耦合、对映体间相互作用、对映体与Ag键合等因素对手性耦合的影响;识别三种代表性的手性持久性有机污染物的对映体.对映体与手性纳米等离子体的手性耦合是一新的基础研究课题;本项目制备的手性AgNS将等离子体CD效应从常见的可见-红外拓宽到紫外区,与大多数生物与环境的手性对映体形成光学吸收上的共振,即光学耦合效应.有望通过研究这一新效应,加深对手性耦合的认识,提高识别灵敏度,实现快速识别与动态分析.

中文关键词： 功能纳米材料；传感器；光学性质

英文摘要： Enantiomers generally exist in nature, and enantioselection is of significant interest for chiral drug therapy, identifying pollution source, studying pollutant toxicity and evaluating ecological risk. This project aims at proposing a new method to recognize the chirality of enantiomers, study the enantioselection mechanism and demonstrate the enantioselection of chiral persistent organic pollution (CPOP). Enantiomers will be grafted onto chiral Ag nanospirals (AgNSs), and the grafting-induced change in the UV-Visible circular dichroism (CD) spectrum will be monitored and quantitatively analyzed for enantioselection. The enantioselection mechanism will be systematically studied with respect to the optical resonance, inter-enantiomer interaction and enantiomer-Ag binding. This project extends the CD spectrum of chiral nanoplasmonics from the previously-reported visible-infrared to UV region, and introduces a new enantioselection mechanism of optical resonance in the UV region between nanoplasmonic CD and optical absorption of enantiomers. The proposed optical resonance will contribute to enhancing the sensitivity of enantioselection, developing non-time-consuming enantioselection, promoting dynamic analysis of enantiomer-involved biological cultures and environmental pollution.

英文关键词： chiral nanoplasmonics;enantioselection;circular dichroism;chiral persistent organic pollutants