氨基酸介导的高度分枝状手性等离激元纳米颗粒的制备及其用于基于SERS的对映体区分

手性等离激元纳米颗粒（CPNP）是现代纳米科学和纳米技术领域蓬勃发展的一种新型构建单元，在过去十年中备受关注。它们能够发出独特的等离激元圆二色性（PCD）信号，并展现出众多应用，包括不对称催化、手性传感、对映体识别、基于对映体的诊疗等。CPNP通常可以通过自上而下或自下而上的方法制备。后者以湿化学法为代表，通常利用手性分子（如氨基酸、肽等）与无机纳米材料的相互作用在水相中制备CPNP，其操作简便、成本低廉的特点，使其广受欢迎。其中，种子介导生长法是应用最广泛的方法，因为种子的制备和纳米颗粒的生长过程相对独立，因此可以更精确地调控生长条件。目前，对于球形、棒状、二维和三维多面体结构的CPNP已经有了众多的报道，但是对于复杂结构（如高度分枝状）的CPNP的研究仍旧十分有限。

本研究报道了一种以金三角纳米片（Au NTs）为种子、半胱氨酸作为手性生长调节剂，制备具有良好单分散性的高度分枝状CPNP的合成策略。Au NTs具有独特的平面三角形几何构型，能够遵循外延生长模式或岛状生长模式，实现不同的生长路径，因此在制备具有复杂结构的纳米颗粒方面表现出优于其他形状种子的优势。当生长液中半胱氨酸浓度相对较低（如2 μM）时，可获得表面具有交错的花瓣状结构的手性金纳米花纳米颗粒（Au NFs）；当半胱氨酸浓度较高（如7 μM）时，可生成具有更密集、更细的刺状分支且粒径更大的金纳米海胆纳米颗粒（Au NUs）。电子显微学研究表明，两种手性纳米结构均是由金原子围绕沉积在金纳米三角片种子周围，并以岛状生长的方式生长而成。此外，本研究还探索了以Au NFs和Au NUs作为表面增强拉曼散射（SERS）基底，以苯丙氨酸（Phe）作为检测模型时，两种高度分枝状CPNP的对映体识别能力。研究发现，Au NFs相较于Au NUs表现出了更强的对映体区分能力，其甚至可以用于有效评估L-Phe和D-Phe混合物中的对映体过剩率（ee%）。通过将检测模型扩展到临床手性药物普萘洛尔，进一步验证了Au NFs的对映体识别及检测能力。

论文第一作者为南京医科大学生物医学工程与信息学院电磁生物环境与医学先进诊疗技术实验室硕士生张强，通讯作者为南京医科大学刘亿一副教授、澳大利亚悉尼大学程文龙教授和南京大学顾宁教授。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.5c07515

图1. 氨基酸介导的高度分枝状手性等离激元纳米颗粒的合成及其用于基于SERS的对映体区分的示意图

图2. 高度分支状手性金纳米花纳米颗粒（Au NFs）和金纳米海胆纳米颗粒（Au NUs）的制备、扫描透射电镜表征及手性光学特性

撰稿/刘亿一；图片/刘亿一；审核/曹晨