武漢工程大學團隊設計并合成一種手性熒光探針

日前，武漢工程大學化工與制藥學院古雙喜教授團隊設計并合成了一種手性熒光探針，在水溶液中成功實現了對氨基酸對映體的快速手性識別，及外消旋混合物中單一氨基酸對映體的分鐘級高效手性分離。相關成果發表于《自然·通訊》。

手性是自然界的基本屬性之一。氨基酸、糖、蛋白質、酶等作為生命活動的基礎都是具有手性的，在生命過程中發生的許多生物-化學反應過程均與手性識別有關。由于生物體內存在的手性環境，具有不同構型的手性藥物往往會表現出截然不同的藥理作用、毒副作用；手性藥物在上市藥物、暢銷藥物和在研藥物中均占有非常大的比例。因此，手性化合物的分析與分離備受學術界和企業界關注。

游離氨基酸的對映選擇性識別與手性分離在生命科學、食品科學、化學工業、藥物分析等領域具有至關重要的意義。盡管目前已有傳統的手性分離技術（如手性色譜法），但通常分析步驟繁瑣，難以實現實時或原位檢測。

熒光傳感技術因其高靈敏度、快速響應和操作簡便等優勢，為手性識別提供了一種具有廣闊前景的替代方案。然而，開發能在水中同時實現游離氨基酸快速對映選擇性識別與手性分離的熒光探針，仍是一項極具挑戰性的研究工作。

針對上述問題，該研究團隊將嗎啉鎓季銨陽離子引入1,1'-聯-2-萘酚分子骨架，設計并合成了一種手性熒光探針，在水溶液中成功實現了對氨基酸對映體的快速手性識別，及外消旋混合物中單一氨基酸對映體的分鐘級高效手性分離。

該探針與17對游離氨基酸對映體相互作用時，可在100秒內實現快速手性區分，并伴有顯著的發光顏色或強度變化。研究表明手性識別機制涉及亞胺形成和靜電相互作用，并伴隨聚集誘導發光效應。

這些過程共同促進了探針與特定氨基酸對映體之間的選擇性聚集與沉淀。采用古雙喜團隊開發的該方法，通過簡單過濾即可從D-/L-氨基酸混合物中高效分離出目標對映體，光學純度達99%以上，且分離過程可視化。

團隊進一步結合熒光可視化和手性高效液相色譜對比分析，驗證了該探針在手性分離方面的有效性。該研究面向生命大健康國家戰略，服務于湖北生物醫藥產業發展，為氨基酸對映體的精準檢測與分離提供了一種簡單快捷的新方法，具有重要價值。

相關文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-68144-y