来自ITMO大学和都柏林圣三一学院的科学家证明天然纳米晶体具有固有手性。左、右手性形式生物活性显著不同，纳米晶体溶液中由于左右手性相互抵消而不显示“旋光性”。
图1：带有左、右手性缺陷的左旋与右旋量子点（研究来自：ITMO大学）
来自俄国国立信息技术机械与光学大学(ITMO)和爱尔兰都柏林圣三一学院的一组科学家公布了首次实验结果，结果显示普通的纳米晶体具有固有手性，在正常条件下此手性像两者成分对半的镜像混合物那样。纳米晶体这一基本属性的发现开拓了纳米生物技术与医学的视野，诸如在靶向药材中的应用。此研究结果已经发表在《纳米快报》上。
ITMO大学量子纳米结构光学实验室和都柏林圣三一学院的自适应纳米结构和纳米设备研究中心的研究人员的联合实验结果证明，事实上，标准的纳米晶体（硒化镉量子点和量子棒），组成了一个具有“左”和“右”手性形式的外消旋（50:50）混合物。到目前为止，手性纳米晶体只能通过将特殊的手性配体分子附着在纳米晶体表面的方法来人工合成。
在自然界中，从基本粒子到螺旋星系，许多物质都具有手性。人体以及其它复杂生物体，几乎完全都由手性生物分子组成。重要的是，同一化合物的左、右手性形式的生物活性可能显著不同。通常只有一种手性形式可以食用或具有所需的治疗效果，而其相反手性形式则作用不大。例如，常用的止痛药布洛芬的分子具有两个光学镜异构体。其中一个有助于缓解疼痛，而另一个不但不能减轻疼痛，而且对生物体有毒害作用。
“旋光性”是手性的一个关键指标，取决于纳米晶体的手性形式，其可以使偏振光的平面左右转动。纳米晶体一般溶液的定义中没有提到任何“旋光性”，总是认为是纳米晶体明显不存在手性的结果。ITMO大学和圣三一学院的科学家通过将纳米晶体的左、右手性形式分开，得到了相反结论。
“一个外消旋（50:50）纳米晶体混合物包含‘左’和‘右’两种，同时其偏振平面以相反的方向旋转，因此两者相互抵消，这就可以解释纳米晶体溶液中为什么不显示旋光性了”，量子纳米结构光学实验室的研究员Maria Mukuina说。“我们可以认为纳米晶体的手性是由其正常合成过程中天然存在的手性缺陷引起的。”
为了将不同手性的纳米晶体分开，并捕获其固有手性的表现形式，科学家研发出一种技术，此技术可以在许多其他无机纳米材料上使用，具有很大发展潜力。
研究者把纳米晶体浸在互不混溶的水-有机溶剂（三氯甲烷）的液体中。由于纳米晶体不溶于水，为了将之从有机相转移到水相中，研究者加入L-半胱氨酸（这种半胱氨酸常被作为相转移的配合剂）。半胱氨酸取代了纳米晶体表面的疏水配位基，使得纳米晶体可溶于水变差。结果显示，不管半胱氨酸何种手性，所有的纳米晶体都溶于水，使后者形成水溶性。。研究者发现如果用冷却法，并且在某一点中断相的转移时，就可能实现纳米晶体在此处的总体效果平分成“左”和“右”纳米晶体且两者分布在不同相中。
即使将半胱氨酸从表面去除，纳米晶体依旧可以保留旋光性，进一步证明了纳米晶体的固有手性是天然的。来自: 材料人网 | 
发表于 2015-7-13 15:45:46
