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江南大学Nat Comm: 单组分和多组分手性超颗粒对映体选择性催化

阅读量:3746691 2019-10-24




第一作者:Si Li
通讯作者:Chuanlai Xu,Nicholas A. Kotov
通讯单位:江南大学,密西根大学

研究亮点
1、纳米级生物组装体,例如外来体,内体和衣壳,在所有生命系统中起着至关重要的作用,无机纳米颗粒(NPs)组成的超颗粒(SP)能够复制这些生物组件的结构特征,但尚不清楚它们是否可以模仿其生物化学功能
2、本文通过手性ZnS NPs自组装成70–100 nm SPs,表征结果显示NPs之间的间隙,存在着亚纳米级孔隙度,与光合细菌细胞器相似,这些SP可以用作光催化剂,将L-或D-酪氨酸(Tyr)对映体转化为二酪氨酸(diTyr)
3、实验数据和分子动力学模拟表明,光催化反应的手性偏倚与间隙空间的手性环境和对映异构体优先分配到SP中有关,这可以通过将ZnS与Au NPs共组装来进一步增强
4、实验数据和分子动力学模拟表明,光催化反应的手性偏向与间隙空间的手性环境,对映体在SP中的优先分配中有关,手性催化可以通过将ZnS与Au NPs共组装来进一步增强
5、本研究体系除了复制了生物纳米组件的特定功能外,还为生物医学酚类或其他需求建立了对映体选择性氧化偶联的途径

图文速览

图1、a. ZnS NPs的TEM图像; b 手性NP组装而成的L-ZnS SP的HAADF-STEM放大图像; c, d. L-ZnS SPs(100±4 nm)的TEM和 HAADF-STEM图像, e. 氮,氧,锌和硫组成的ZnS SPs的元素映射图像

图2、ZnS NPs和ZnS SPs的CD光谱.a 具有不同表面配体ZnS NPs的CD光谱和UV光谱; b. 从265至400 nm放大ZnS NPs的CD光谱; d. 265-400 nm的ZnS SP的CD放大光谱


图3. 手性ZnS–AuSPs的形态学和光谱表征.


图4. ZnS SPs对L-Tyr和D-Tyr光诱导氧化偶联的催化活性和稳定性


图5. ZnS–Au SPs对L-Tyr和D-Tyr的光诱导氧化偶联的催化活性和稳定性

图6. MD模拟(LorD)-Tyr在(LorD)-Pen-ZnS NPs上的吸附

本文总结
1、本文合成的材料组分是大家研究很多年的体系,催化的反应,也是研究比较多的,但是为什么这篇文章还能发在Nature Communications杂志上面,其中一个非常重要的原因就是切入点,也就是文章的核心观念
2、超颗粒机构提供了一种新的方法来设计一系列手性催化剂,其在概念上不同于以前在均相和非均相手性催化剂领域中所考虑的那些,可以组合进行模块化的SP中不同NP的排列几乎是无限的,将有助于开发出能够复制生物纳米组件的其他多种功能的超颗粒结构
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