(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210557408.3 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 肖发俊　王其发　刁航　员金明　 赵建林　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 王鲜凯 (51)Int.Cl. G01N 21/19(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 基于金属纳米球三聚体的手性分子传感器 及鉴别的方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于金属纳米球三聚体的 手性分子传感器及鉴别的方法， 包括两个单元： 金属纳米球三聚体以及基底。 传感器各个单元从 下往上分别为基底和金属纳米球三聚体。 金属纳 米球三聚体是由金或者银中的一种制成， 基底由 硅、 石英或者蓝宝石中的一种制成。 金属纳米球 三聚体是由单个金属纳米球通过胶体化学法自 组装制成。 本发 明提出的金属纳米球三聚体结构 的共振峰位在可见光到近红外波段， 其CD 谱也在 可见光到近红外波段。 将手性分子溶液与金属纳 米球三聚体结合， 通过三聚体CD 谱的不对称移动 可以区分手性分子对映体， 实现了在可见光到近 红外波段对手性分子对映体的鉴别。 方法流程简 单、 易于操作， 相比于电子束光刻技术具有价格 低廉、 易于 推广的特点。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115046932 A 2022.09.13 CN 115046932 A 1.一种基于金属纳米球三 聚体的手性分子传感器， 其特征在于包括金属纳米球三 聚体 以及基底； 三个金属纳米球三聚体位于基底之上， 其中单个金属纳米球的直径为100 ‑ 300nm， 三聚体构型涵盖直角、 钝角、 锐角的各个角度， 基底厚度为200 ‑2000 μm， 长度和宽度 为0.5‑2cm。 2.根据权利要求1所述基于金属纳米球三聚体的手性分子传感器， 其特征在于： 所述金 属纳米球三聚体采用金或银。 3.根据权利要求1所述基于金属纳米球三聚体的手性分子传感器， 其特征在于： 所述基 底采用硅、 石英或者蓝宝石。 4.一种利用权利要求1～3任一项所述基于金属纳米球三聚体的手性分子传感器对映 体鉴别的方法， 其特 征在于步骤如下： 步骤1： 将去离子水滴在左手(left ‑handed,LH)和右手(righthanded,RH)金纳米球三 聚体手性分子传感器上， 利用斜入射的左旋、 右旋圆偏光作为激发光， 通过暗场散射系统测 得传感器的暗场散射光谱； 去除去离子水， 再将手性分子溶液滴在LH和RH金纳米球三聚体 手性分子传感器上， 得到相应的暗场散射 光谱。 步骤2： 将得到的暗场散射光谱归一化后得到右旋激发的散射光谱ScatRCP和左旋激发 的散射光谱ScatLCP， 通过下式得到圆差分散射 光谱： CDS＝SactRCP‑ScatLCP 步骤3： 通过CDS光谱不对称因子的正负来鉴别手性分子对映体的手性， 当不对称因子 为正值， 手性分子的手性 为右手手性， 不对称因子为负值， 手性分子的手性 为左手手性。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于： 所述手性分子溶液为右手苯丙氨酸D ‑ phenylalan ine,D‑PA和左手苯丙氨酸 L‑phenylalan ine,L‑PA分子溶 液。 6.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于： 所述将得到的暗场散射光谱归一化采用 MATLAB， Origi n或Excel处 理。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115046932 A 2基于金属纳米球三聚体的手性分子传感器及鉴别的方 法 技术领域 [0001]本发明属于微纳光学领域与生物医学传感领域， 涉及一种基于金属纳 米球三聚体 的手性分子传感器及鉴别的方法。 背景技术 [0002]手性是自然界普遍存在的性质， 如同人的手一样， 手性结构的镜像不能和自身重 合。 具有相反手性的物体叫做对映体。 对映体通常具有相同的化学和物理性质， 它们在分子 式、 摩尔质量、 密度、 声子振动等方面都是一致的， 但对映体可以诱导出不同的化学和生物 结果， 这种现象对生物医学有着深 远的影响。 一个著名的例子是药物沙利度胺， 它的一种对 映体是用于镇静止痛的， 而另一种对映体在孕妇摄入后会导致新生儿肢体缺陷。 诸如此类 的手性药物还有很多， 目前， 中 国有一百多种手性药物无明确手性区分， 面临着巨大的手性 药物毒副作用的风险。 因此， 手性分子对映体的鉴别至关重要。 [0003]手性分子对于左旋圆偏振光和右旋圆偏振光有不同的吸收截面(圆二色性)， 因此 光学分析技术非常适合于检测和鉴别手性分子。 手性分子在紫外波段具有显著的圆二性 (Circular  Dichroism,CD)响应， 然而紫外波段具有光学透明性， 探测难度远大于可见光波 段。 再者， 在可见光波段， 手性分子的尺度远小于光波尺度， 其不对称因子一般小于10‑3， 因 此CD响应更弱。 综上所述， 要想实现手性分子对映体的鉴别， 首先要增强手性分子弱的CD响 应。 [0004]金属纳米结构具有优异的等离激元特性， 其大的局域场增强和超手性近场为手性 分子CD响应的增强提供了理想的平台。 为了实现手性响应的增强， 研究者们设计出各种手 性或非手性金属纳米结构以构建超手性近场。 因为超手性场具有比圆偏光更强的手性场， 当手性分子与超手性场结合时会表现出比与圆偏光相互作用更强的CD响应。 目前， 很多手 性纳米结构通过电子束光刻技术进行制备， 其优点是拥有结构设计的任意性， 但是其有限 的可扩展性和高昂的加工成本限制 了该技术的广泛应用。 相比而言， 通过化学手段进行结 构的自组装从而实现手性纳米结构具有制备简单、 价格低廉且易于推广等特点。 在诸多金 属纳米结构中， 金属纳米球以其结构简单、 易于制备、 性能稳定、 易自组装等特性广受研究 者们的青睐。 近年来， 通过自组装构 造的金属纳米球手性二聚体已被用于手性分子传感， 而 由非手性的单个金属纳米球 自组装形成手性三聚体产生CD信号并且用于手性分子对映体 鉴别领域尚属空白。 发明内容 [0005]要解决的技 术问题 [0006]为了避免现有技术的不足之处， 本发明提出一种基于金属纳米球三聚体的手性分 子传感器及鉴别的方法， 提高手性分子弱的CD响应以实现手性分子对映体的鉴别。 基于金 属纳米球三聚体的手性分子传感器， 提供了一种利用金属纳米球三聚体的CD信号鉴别手性 分子对映体的方法。 该传感器探测范围在可 见光到近红外区域、 结构 简单且易于制备。说　明　书 1/4 页 3 CN 115046932 A 3