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复旦孔彪团队JACS封面:超组装智能感知手性筛分器件实现高灵敏度耦合加速分析分离

手性现象(Chirality)在生物体系、分子体系、晶体结构等中广泛存在。为了确保药物、界面、晶体等具有生物活性,正确的手性形式是必需的。因此,单一手性的分子在生物以及医药领域有着广泛的需求。然而,如何高效分离两组互为手性的分子仍是目前分子筛分研究领域的一大挑战。目前主流的手性分离技术依赖于色谱,但这种方法成本高且耗时。膜分离技术具有效率高、成本低且可规模化等优势,使其在手性分离领域有着广泛的应用前景。

近日,复旦大学孔彪研究员(点击查看介绍)课题组报道了一种新颖的通过超分子自组装以及界面超组装方法制备的具有单一构型手性表面的异质薄膜器件。该器件具有组成成分、电性以及孔道结构不对称分布的特点,从而可以实现离子以及手性分子的选择性筛分。

图1. CMS/AAO异质结构薄膜器件的手性筛分性能


该工作该材料利用手性超分子作为模板通过超分子自组装制备得到手性介孔材料,通过手性转录机制,将手性模板转录至孔道内表面,进而得到具有二维六方结构且孔道高度有序以及手性均一的纳米结构材料,与利用手性分子通过后修饰法所得手性孔道相比,该智能器件表现出更好的普适性,对具备不同等电点的手性氨基酸分子均表现出较高的筛分能力。同时,该智能器件被证明具有较高的pH响应手性筛分性能,在酸性到碱性环境的转换中,均可以有效实现手性筛分。

图2. CMS/AAO异质结构薄膜器件手性筛分机理探究


在该工作中,孔彪研究员团队开发了一种新颖的超组装手性异质薄膜构筑策略,并首次提出耦合加速筛分机制,该异质薄膜器件可同时实现高灵敏度离子选择性(在人工海水和河水中具有3.25 W m-2的高功率密度)以及手性分子的智能筛分性能。这项研究工作提出了一种新的超组装策略制备智能感知手性筛分器件,为构筑新型多功能手性筛分器件开辟了新的途径,在智能感知器件、药物筛分以及传感等方面具有很大的应用潜力。


相关研究工作日前发表于化学旗舰期刊Journal of the American Chemical Society,并被选为封面文章。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。课题组成员黄亚楠博士为论文的第一作者。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Super-Assembled Chiral Mesostructured Heteromembranes for Smart and Sensitive Couple-Accelerated Enantioseparation

Yanan Huang, Hui Zeng, Lei Xie, Ruihua Gao, Shan Zhou, Qirui Liang, Xin Zhang, Kang Liang, Lei Jiang, Biao Kong*

J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c04862


孔彪博士简介

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孔彪,国家重点研发计划首席科学家、国家高层次人才专家、上海市高层次人才专家、复旦大学研究员/博士生导师、国家工程实验室副主任。主要开展超组装SAFs智能材料与器件制备集成,面向超组装软界面仿生材料设计及组装、软界面智能传感与探测芯片集成、新型微型化可植入感知器件构建、新型微型化可植入新能源器件构建的研究和应用开发,致力于为传感检测、软界面电子光电子器件、仿生软界面储能器件等领域提供高效可持续的软界面智能材料及器件。目前已发表包括Nature Chem., Science Adv., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater.在内的SCI论文120余篇,总被引10000余次,H指数47。获上海市优秀发明选拔赛金奖、科技部重点专项优秀青年奖、联合国工发组织科学技术进步奖、上海市自然科学一等奖、孔子教育基金会优秀科学家奖、中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖、上海市青少年发展创新市长奖、中国教育部“博士研究生学术新人奖”、“陶氏化学可持续发展创新奖”一等奖、澳大利亚Monash大学优秀博士论文校长奖、宝钢教育基金会特等奖等。任国际Frontiers系列刊物副主编,《中国化学快报》Chinese Chemical Letters(CCL)以及Mater Today Sustainability编委。


孔彪

https://www.x-mol.com/university/faculty/62691 

课题组网页

https://saflab.fudan.edu.cn/ 


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