手性在醫藥、生物和食品新增劑等領域變得越來越重要。生命體中同一物質的不同對映異構體展現了不同性質，甚至某種異構體能引起有機體不良的反應，如食品新增劑D-和L-乳酸等α-羥基羧酸異構體，因此識別這些異構體是非常重要且極具挑戰性的任務。二維MOFs材料因其在氣體分離、能量轉換和儲存、催化和感測領域所表現出的優異效能而引起了更多研究者的興趣，然而由於缺乏同手性MOFs及本質上奈米層的堆積導致同手性和奈米層剝離及相關的對映選擇性催化和感測仍面臨大的挑戰。已報道的二維手性MOF對手性對映異構體產生一定的熒光識別效果，但對於實際應用還有很大的差距。
山西師範大學張獻明教授團隊基於此前的1D金屬有機奈米管（HMOF-2）對食品新增劑D/L-乳酸等可進入管內的小尺寸分子顯示了明顯的熒光猝滅及良好的識別效果，而由於奈米管的限域效應，對大尺寸的R/S-扁桃酸顯示了可忽略的響應（J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 4453-4460)。為了進一步改進R/S-扁桃酸等α-羥基羧酸的識別效果，提出了改進MOF的維度及其表面功能位點進而改變主客體密切作用的策略。和一維奈米管比較，二維超薄奈米層具有高的比表面積和大量裸露的功能位點，可進一步促進主客體密切接觸。於是，採用了與HMOF-2相同的同手性主配體，用二連線的4,4'-bipyridine取代單連線的pyridine輔助配體，從而構築了二維同手性MOF（HMOF-3），它經溶劑輔助的超聲法可剝離成超薄的單層奈米片HMOF-3-NS。在R/S-扁桃酸等羥基羧酸和D/L-丙氨酸等氨基酸參與下，HMOF-3-NS懸浮液顯示靈敏的熒光增強效應，最高能達到63.5倍，且對映體增強比率KBH(L-色氨酸)/KBH(D-色氨酸)為16.3, KBH(S‑扁桃酸)/KBH(R‑扁桃酸)為2.7，具有實際應用的潛力。
該研究以“Turn-On Fluorescence Enantioselective Sensing of Hydroxyl Carboxylic Enantiomers by Metal–Organic Framework Nanosheets with a Homochiral Tetracarboxylate of Cyclohexane Diamide”為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces上(SCI一區，影響因子9.229)，教師趙彥武博士為第一作者，張獻明教授為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金和“1331工程”等專案的支援。
來源：山西師範大學
論文連結：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c02897
