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　　中國科學院煙臺海岸帶研究所陳令新團隊在手性印跡表面增強拉曼散射（SERS）檢測技術領域取得重要進展，研究成果“基于手性分子印跡的表面增強拉曼散射檢測策略用于絕對對映體區(qū)分”（Chiral molecular imprinting-based SERS detection strategy for absolute enantiomeric discrimination）發(fā)表在最新一期的《自然 通訊》（Nature Communications）上。
　　手性是自然界中普遍存在的現(xiàn)象。手性分子是與其鏡像不能重合的分子，對映異構體間很多理化性質相同，但生理活性往往有很大的差別，因而對單個對映體的選擇性識別與檢測在生命科學、環(huán)境監(jiān)測和食品安全等領域至關重要。然而單個對映體的識別存在很多挑戰(zhàn)。首先，理想的手性區(qū)分策略需要外消旋體中的絕對對映體識別方法和高靈敏度的傳感器件，并且保證對多種手性分子廣泛適用，如何抑制對映體在手性區(qū)分傳感器上的非特異性結合是關鍵。其次，對映體間具有相同的分子大小和官能團，僅結構呈現(xiàn)鏡像對稱，因此不能根據(jù)一般傳感器上的主-客體相互作用結果一概而論。此外，大多數(shù)手性識別策略高度依賴手性分子的細微結構特征，無法適用于復雜多樣的手性化合物。
　　海岸帶是關乎人類社會發(fā)展的地球關鍵帶。人類活動通過多種途徑影響海岸帶生態(tài)，使其被開發(fā)利用的同時，也造成了生態(tài)脆弱、災害較多等問題，發(fā)展海洋生態(tài)固碳、保護生態(tài)環(huán)境是海岸帶可持續(xù)發(fā)展的關鍵之一。氨基酸是海洋有機碳和有機氮的重要組成部分，氨基酸的手性轉化是海洋微生物固碳的重要過程，了解手性氨基酸的結構和功能對于海洋固碳機制研究非常重要。然而，海岸帶區(qū)域環(huán)境中的手性氨基酸含量很低、賦存介質復雜，因此亟需發(fā)展能夠進行分離富集、降低和消除基質干擾的高靈敏手性分子檢測技術。

　　基于上述挑戰(zhàn)，陳令新團隊創(chuàng)新性發(fā)展了基于手性分子印跡的表面增強拉曼散射（SERS-CIP）檢測策略，成功實現(xiàn)了對海水中精氨酸、組氨酸、天冬氨酸等8種氨基酸手性對映體的高選擇性和高靈敏分析檢測（如圖1所示）。手性分子印跡聚合物（CIP）具有在形狀、大小和官能團三方面與目標氨基酸分子互補的空腔，能夠高特異性結合目標手性分子，在手性氨基酸識別方面表現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。由于聚合物框架和手性分子的官能團之間的相互作用，不可避免的非特異性結合參與手性識別問題一直是挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)，可以通過發(fā)展先進的CIP識別機制并通過抑制非特異性結合提高CIP對映體識別特異性。在利用SERS對CIP非特異性結合來源進行詳細研究后，團隊開發(fā)了一種檢測識別機制來探索CIP的空間狀態(tài)，并借此區(qū)分特異性結合和非特異性結合的氨基酸對映體分子。通過對映選擇性測試、外消旋混合物分析以及在復雜實際樣品中的手性識別表明，這種機制能夠滿足理想的手性識別策略的要求，并具有良好的實用性。

　　該研究成果得到了國家自然科學基金和中科院國際博士后項目等項目的支持。文章的第一作者為Maryam Arabi助理研究員，文章通訊作者為王運慶研究員和陳令新研究員。