方案详情
摘要：
颜色反转现象：β-CD@AgNPs与L-Trp结合后溶液变红(550nm新吸收峰)，而D-Trp无变化；未修饰的AgNPs则相反，仅对D-Trp显红色！
超高选择性：在非极性氨基酸(如苯丙氨酸、缬氨酸等)中，β-CD@AgNPs仅对Trp表现出显著手性识别能力。
机制揭秘：计算显示L-Trp与β-CD@AgNPs结合能(-2540.76kcal/mol)高于D-Trp(-2326.91kcal/mol)，静电相互作用是关键！
本研究合成了AgNPs和β-CD@AgNPs，研究了用β-cd修饰AgNPs前后对手性氨基酸的识别能力。当β-cd@AgNPs与L-Trp相互作用时，β-CD@AgNPs的颜色由黄色变为红色(在约550 nm处出现一个新的紫外-可见吸收峰)，而与D-Trp联合作用时则无明显变化。相反，当AgNPs与D-Trp结合时，AgNPs的颜色由黄色变为红色(在约550 nm处出现新的紫外-可见吸收峰)，而与L-Trp结合时，AgNPs的颜色无明显变化。这一现象与β-CD@AgNPs所观察到的完全相反。也就是说，未修饰的AgNPs在D-Trp存在下表现出红色反应，而β-CD@AgNPs与L-Trp产生红色反应。此外，还探索了多组氨基酸，分别包括Tyr、His、Asp、Phe、Val、Leu和Ser。研究结果表明，AgNPs和β-CD@AgNPs对手性色氨酸均表现出高效的选择性识别能力。与其他氨基酸相比，AgNPs和β-CD@AgNPs对色氨酸的对映体具有较高的选择性。同时，通过理论计算阐明了AgNPs和β-CD@AgNPs对Trp对映体的识别机理。使用Materials Studio(MS)软件计算AgNPs或β-CD@AgNPs与L/D-Trp之间的结合能。通过计算分析发现，β-cd@AgNPs与L-Trp之间的结合能强度高于β-cd@AgNPs与D-Trp之间的结合能强度，导致L-Trp更倾向于被β-CD@AgNPs识别，从而增强了整体的聚集能力。这种结合能主要是由范德华力和静电力的共同作用决定的。相比之下，AgNPs与D-Trp之间的结合能强度虽然高于AgNPs与L-Trp之间的结合能强度，但主要以范德华力为主。计算结果与实验结果一致(方案1)。
计算细节：
使用Materials Studio(MS)软件计算AgNPs或β-CD@AgNPs与L/D-Trp之间的结合能。
结果与讨论：
图1：AgNPs(a-c)和β-CD@AgNPs(d-f)的TEM及粒径分布图，显示β-CD修饰后粒径增大(14.10nmvs10.34nm)。
图2：UV-vis光谱对比，AgNPs对D-Trp显红(600nm峰)，β-CD@AgNPs对L-Trp显红(550nm峰)。
图3-4：优化实验条件(浓度、pH、温度、时间)后，识别效果最佳！
图5：线性关系验证，β-CD@AgNPs可精准测定L-Trp的对映体过量值(ee%)，R²=0.959！
图6：β-CD@AgNPs对Trp的选择性远超其他氨基酸(如组氨酸、酪氨酸等)。
图7：静电势分析揭示β-CD空腔正电特性，与L-Trp的吲哚环静电吸引驱动选择性识别。
总结：
总之，通过还原法合成的银纳米颗粒(AgNPs)和β-环糊精包覆银纳米颗粒(β-CD@AgNPs)尺寸均匀且稳定性极佳。实验结果和理论计算表明，β-CD@AgNPs对L-色氨酸(L-Trp)表现出更高的选择性，而银纳米颗粒(AgNPs)则能有效识别D-色氨酸(D-Trp)。这一现象归因于β-CD@AgNPs 中β-环糊精分子内部独特的静电势分布，这使得 L-Trp能够通过静电吸引和范德华力进入β-环糊精空腔。相比之下，D-Trp则遭遇显著的位阻效应，无法进入β-环糊精空腔。因此，导致了所观察到的识别效率的反转。本研究开发的银纳米颗粒(AgNPs)和β-CD@AgNPs 对色氨酸对映体表现出高选择性，并在手性识别机制的研究方面具有巨大潜力。
文章详情：https://doi.org/10.1007/s00604-025-07178-x
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