近年来,手性科学在催化、生物医药、材料科学等领域持续取得突破,尤其在高效手性控制、传感技术及材料合成方面涌现多项创新成果。以下是相关领域的最新进展:
1. 不对称催化与手性控制机制 新型催化剂设计:南方科技大学刘心元团队开发了一种铜催化的不对称胺化反应,通过设计具有截锥形手性口袋的阴离子多齿配体,成功实现了未活化前手性烷基的高对映选择性胺化。这种空间限域型催化剂通过位阻和非共价相互作用,精准区分结构相近的烷基取代基,为药物分子合成提供了高效路径4。 手性转移与反应调控:山东大学邢鹏遥教授课题组利用协同氢键组装技术,通过水溶性羟基酸与苯并咪唑衍生物的共组装,实现了手性纳米结构的高通量合成。该方法灵活调控了圆二色性(CD)和圆偏振发光(CPL)的波长和旋向性,并可通过金属离子调控发光颜色,为手性光学材料的应用开辟了新途径9。
2. 手性传感与检测技术 等离子体纳米结构增强信号:德国研究团队通过调控金纳米棒(AuNRs)二聚体的组装,将圆二色性(CD)信号增强8倍,并利用单体纳米棒实现了单分子层半胱氨酸的检测。该技术突破了传统长链纳米结构制备复杂的局限,为生物医药中的手性分子检测提供了高灵敏度工具2。 全介质超表面光学器件:南京航空航天大学团队设计了一种非对称圆环结构的全介质超表面,通过准束缚态(q-BIC)共振显著提升品质因数,并在特定入射角下产生强圆二色性效应。该技术解决了传统金属超表面因欧姆损耗导致的性能限制,为微型化手性传感器件的开发奠定了基础7。
3. 生物医药中的手性调控 靶向共价抑制剂的手性机制:英国纽卡斯尔大学团队以EGFR抑制剂波齐替尼类似物为研究对象,发现手性对共价结合效率的影响显著。例如,S-吡咯烷对映体的共价修饰水平是R-对映体的两倍,且晶体学显示其更易与靶点形成共价键。这一发现为优化抗癌药物的手性设计提供了关键依据6。 手性药物递送系统:例如,聚合物微粒通过手性选择性递送抗纤维化药物尼达尼布,提升了特发性肺纤维化治疗的靶向性和稳定性6。
4. 手性材料的合成与应用 高通量合成策略:山东大学团队通过多组分共组装实现了手性纳米结构的高效合成,其方法借鉴高通量筛选理念,可灵活调控CD和CPL特性,适用于3D显示、生物传感等领域9。 仿生材料开发:深圳在具身智能机器人领域支持仿生灵巧手等核心技术攻关,涉及手性力触觉传感器的研发,推动机器人精细化操作能力的提升8。
5. 政策与产业链协同 中国科技政策支持:四川省通过“双向揭榜挂帅”机制加速科技成果转化,涉及手性催化、低空经济等领域的技术攻关,两个月内项目从40个扩展至100个,带动多市州参与1。深圳则通过揭榜挂帅模式推动人工智能终端与手性传感技术的融合,目标到2026年形成万亿级产业规模8。
总结 手性科学的多学科交叉特性使其在催化效率提升、生物医药精准化、新材料开发等方面展现出广阔前景。未来,随着计算模拟、纳米技术及政策支持的协同推进,手性难题的攻克将加速从实验室向产业应用的转化。
转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自许培扬科学网博客。
链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-280034-1483041.html?mobile=1
收藏