兰州大学张海霞/任翠领Anal. Chem.：基于碳点的荧光/比色双模鉴别Gln和Val对映体

研究内容

氨基酸( AA ) 对映体的鉴别和定量对于诊断和治疗疾病尤其重要。与单模探针相比，双模探针能够捕获更多的探测信息，因此近年来引起了人们的极大兴趣。 为了实现对映体的良好识别性能，最有用的策略之一是用手性分子修饰纳米材料。

兰州大学张海霞和任翠领 开发一种方便有效地实现AA对映体识别的双模传感器。以N-甲基-1,2-苯二胺盐酸盐 ( OTD ) 和L-色氨酸为原料，制备了碳点L-TCD。在H 2 O 2 的辅助下，L-TCDs在荧光和比色模式下对谷氨酰胺 ( Gln ) 和缬氨酸 ( Val ) 的对映体表现出优异的鉴别性能。Gln ( F D /F L ) 和Val ( F L /F D ) 的荧光对映选择性分别为5.29和4.13，Gln ( I D /I L )和缬氨酸( I L /I D ) 的比色对映选择性单独为13.26和3.42。相关工作以“ Fluorescent/Colorimetric Dual-Mode Discriminating Gln and Val Enantiomers Based on Carbon Dots ”为题发表在国际著名期刊 Analytical Chemistry 上。

研究要点

要点1 . 作者以 L-色氨酸 ( L-Trp ) 为手性配体，以N-甲基-1,2-苯二胺盐酸盐 ( OTD ) 为碳前驱体，采用一锅水热法制备了碳点 ( L-TCDs ) 。在过氧化氢 ( H 2 O 2 ) 存在的情况下，L-TCDs与D/L-谷氨酰胺 ( Gln ) 单独混合后，其荧光信号会发生不一致的变化。同时，LTCDs的吸光度也会发生不同的变化，相应溶液的色差可以通过肉眼直接观察到

要点 2. 在H 2 O 2 的辅助下，L-TCDs在荧光和比色模式下对谷氨酰胺 ( Gln ) 和缬氨酸 ( Val ) 的对映体表现出优异的鉴别性能。Gln ( F D /F L ) 和Val ( F L /F D ) 的荧光对映选择性分别为5.29和4.13，Gln ( I D /I L )和缬氨酸( I L /I D ) 的比色对映选择性单独为13.26和3.42。

要点3 . 作者 系统地研究了中药的手性识别机理。L-TCD s 可以被H 2 O 2 蚀刻，AA对映体的参与导致不同量的OTD释放，这为识别和定量Gln和Val的对映体提供了荧光和比色信号。

该 工作为区分AA对映异构体提供了一种更方便和灵活的双模传感策略，这有望在简单和高通量的手性识别中具有很大的价值。

研究图文

图1. L-TCDs作为荧光和比色双模手性传感器鉴别AA对映体的示意图。

图2 . （ A）L-TCDs的TEM ( 插图：尺寸分布直方图 )。 （B）L-Trp、OTD和L-TCD s 的FT-IR光谱 。 （C）L-TCDs的XPS 。 （D）L-TCD、D-TCD、L-Trp和D-Trp的圆二色性光谱和（E）L-TCD的吸收(黑 ) 、激发 ( 红 ) 和发射光谱 ( 蓝 )( 插图：L-TCD在阳光和紫外线下的独立照片 ) 。

图3. （ A）L-TCD在Tris-HCl缓冲液中对一系列AA对映体的荧光和（B）比色手性识别能力 ( 10mM，pH=7.40；F 0 和F max 是添加AAs前后溶液的最大PL强度；I=A 461 /A 618 ，其中A 461 和A 618 分别是溶液在461和618 nm处的吸光度。I 0 在添加AAs之前测量）。

图4 . 具有不同浓度（ A）D-Gln和（B）L-Gln的L-TCD的PL 。 （C）D/L-Gln和F 550 /F 475 的浓度之间的线性关系 ( F 550 和F 475 分别是L-TCD在550和475 nm处的PL强度） 。 （D）紫外线下具有不同浓度D-Gln的L-TCD的照片和（E）具有不同浓度L-Gln的L-TCD在UV光下的照片。

图5 . 不同浓度（ A）L-Gln和（B）D-Gln的L-TCD的紫外-可见光谱 。 （C）D/L-Gln和A 461 /A 618 的浓度之间的线性关系 ( A 461 和A 618 分别表示TCD在461和618 nm处的吸收强度 )。 （D）具有不同浓度D-Gln的LTCD在阳光下的照片和（E）具有不同浓度L-Gln的L-TCD在阳光下的照片。

图6. （ A）L-TCDs+H 2 O 2 、 （B）L-TCDs+H 2 O 2 +L-Gln 、 （C）L-TCDs+H 2 O 2 +D-Gln 、 （D）L-TCDs+H 2 O 2 、 （E）L-TCDs+H 2 O 2 +L-Val和（F）L-TCD+H 2 O 2 +D-Val的TEM。 ( 插图 ： 颗粒尺寸分布和阳光下的溶液照片 ) 。

图7 . （ A）CEC和（B）L-TCD和L-TCD与H 2 O 2 的HRMS图[插图显示OTD的结构式 ( 黑 ) 和M的可能结构 ( 红 ) ]和（C）L-Trp与D-Gln、L-Gln、D-Val和L-Val的最可能结合构象。

文献详情

Fluorescent/Colorimetric Dual-Mode Discriminating Gln and Val Enantiomers Based on Carbon Dots

Xuan Liao, Bingyan Wu, Haixia Li, Mengtao Zhang, Muzi Cai, Bozhi Lang, Zhizhen Wu, Fangling Wang, Jianong Sun, Panpan Zhou, Hongli Chen, Duolong Di, Cuiling Ren,* Haixia Zhang*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c01854