近日，江南·体育中国官方网站杨海峰教授和刘新玲副教授团队在利用拉曼光谱识别和检测手性葡萄糖分子研究中取得进展，相关成果以“Chiral Detection of Glucose: An Amino Acid-Assisted Surface Enhanced Raman Scattering Strategy Showing Opposite Enantiomeric Effects on SERS Signals”为题发表在《Analytical Chemistry》上。2019级硕士生王宁、2020级硕士生赵丽君为论文共同第一作者，上海师范大学杨海峰教授、刘新玲副教授为论文共同通讯作者。
人体对葡萄糖和氨基酸具有对映体选择性，分别以D型葡萄糖和L型氨基酸为主，该现象的起因至今仍是一个科学之谜。此外，手性分子和其对映体可表现出不同的生理活性和治疗效果。因此，手性分子的检测是一个非常重要的研究课题。圆二色 (CD)光谱法是一种常用的手性光谱检测技术，手性分子对右旋和左旋偏振光 (R-CPL、L-CPL) 的吸收程度有差异，对映体之间表现出相反的CD信号，从而可以直观地区分手性分子构型（如图A所示）。但是对于不含生色团的手性分子而言，其CD信号很弱、或超出CD光谱检测波长范围，致使CD光谱检测灵敏度低。因此，发展灵敏的光谱分析技术用于手性分子构型鉴定、含量测定具有重要意义。
表面增强拉曼散射 (SERS) 光谱技术灵敏度高，SERS信号可以反映出分子间相互作用。然而，SERS技术在手性分子检测、手性相互作用研究等领域仍缺乏深入研究。该团队制备了L-苯丙氨酸 (L-Phe) 修饰的“核-卫星”金纳米结构作为SERS基底。如图B所示，当该基底和L-葡萄糖 (L-Glu) 会导致L-Phe的SERS信号降低 (signal off)；反之，当与D-葡萄糖 (D-Glu) 混合后，L-Phe的SERS信号增强 (signal on)。以上述SERS基底信号强度为参照，通过差值计算方法，可以获得类似于CD光谱的SERS信号响应曲线：L-Glu对应的信号为负值、D-Glu为正值，即使在低浓度 (10-6mol/L) 下仍可以直观地区分D-Glu和L-Glu。上述信号强度还可以用于测定葡萄糖浓度和对映体过量值。此外，本论文还探讨了该方法在检测唾液中D-葡萄糖的可行性，为探索糖尿病的非血液检测提供了新思路。
该工作得到了国家自然科学基金、上海市仿生催化前沿科学研究基地、资源化学教育部重点实验室、教育部国际合作联合实验室和上海市稀土功能材料重点实验室的资金支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c02340