中国科学院(CAS)中国科学技术大学(USTC)张国庆教授领导的研究团队提出了一种新型分子固体传感器，能够在室温下快速手性识别天然氨基酸磷光(RTP)，克服了传统发光方法中结构互补性和通用性的限制。他们的研究结果发表在《自然通讯》上。
客主掺杂RTP系统在下一代光电子学、高对比度生物成像和手性识别等各个领域的应用中取得了显着的进步。随着人们对手性部分 RTP 系统设计的日益关注，理解结构和性质之间的关系变得至关重要。
利用手性在自然进化中的重要作用，探索更丰富的光谱方法来理解分子手性、激发态和电子自旋之间的相关性，将阐明基本原理并推动创新技术变革。
在2023年发表的早期工作中，张教授团队首次发现并命名了手性选择性磷光增强(CPE)现象，揭示了分子间能量转移的手性依赖性。
在这项研究中，他们提出了一种更通用的传感方案，可以快速识别 RTP 的手性。他们发现氨基酸在温和条件下与高反应性2-萘甲酰氯反应，形成手性能量受体。该过程使三线态能量供体介质中 RTP 的产生变得敏感。同时，L-苯丙氨酸衍生物作为通用三线态能量供体，在大规模生产和纯化方面具有优势。
团队初步确认了CPE系统模块化设计的可行性。实验结果表明，不同掺杂比例下，荧光增强因子均较低，为1.6~3.2。然而，在相同条件下，RTP光谱的增强因子显着增加。
这种差异归因于客体荧光可以通过 Förster 和 Dexter 能量转移发生，而客体 RTP 仅限于 Dexter能量转移。
此外，通过比较不同制备方法下的光谱强度比，确定最佳制备方法，并根据既定方案对全部15种天然氨基酸及其非天然对映体进行筛选。结果表明，该方法在所有已发表的发光手性传感系统中具有最广泛的适用性，识别时间短至几分钟。
最后，通过引入重原子(如溴)来调节分子结构，提高客体分子的辐射跃迁率，获得了更好的磷光增强效果。这一结果证明了在CPE原理指导下优化分子结构以获得更好的识别条件的可能性，展示了有机RTP传感识别的优势。
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