研究背景

手性普遍存在于生命体系：氨基酸、糖、蛋白质、药物等都存在“镜像”异构体（对映体），而两种对映体往往表现出截然不同的生理活性甚至毒性。因此，快速、灵敏、低成本地判别手性分子的绝对构型并测定其对映体过量是药物开发、不对称合成、食品安全、环境监测等领域的核心需求。传统色谱/电泳方法虽然可靠，但设备昂贵、耗时、难以现场检测。化学传感器通过光谱、电化学等手段可把“手性信息”转化为可读取的信号，因而成为补充甚至替代传统手段的理想方案。

本文系统梳理了 2020–2025 年间“大环基手性传感器”的快速进展。该综述首次把“大环手性传感”按“大环本身是否手性”划分为两大策略：①手性大环：自带手性元素或经手性砌块引入，可直接形成非对映体配合物；②非手性大环：本身无手性，但可在结合手性客体的瞬间诱导出“瞬时手性构象”，实现“零背景、高对比”信号输出。该综述系统总结“合成策略—结构—识别机理—信号模式”全链条：①对每一类大环给出“如何提高对映选择性”的普适设计原则。②将90 余种大环-客体体系的结合常数与对映选择性汇总为一张“性能对照表”，方便读者按靶标分子快速检索合适传感器。该综述提出“水相手性传感”是迈向生物应用的核心瓶颈，并给出三类已验证的水溶性体系：①羧酸盐/磺酸盐柱芳烃、磷酸盐杯芳烃；②特勒格碱氮氧化物大环；③内酰胺/硫脲萘管。该综述强调“动态可逆”新概念：①利用柱芳烃“翻转诱导平面手性反转”实现可擦写 CD信号；②蒽/四苯乙烯大环在客体刺激下呈现“双重手性层级”，可同时输出 CD 与 CPL，为“手性光学器件”提供思路。最后，该综述展望部分给出“三步走”技术路线：①低成本直接合成；②宽谱底物通用性；③器件化-现场化。

论文以“Recent advances in chirality sensing/recognition using supramolecular macrocycles”为题发表在《Supramolecular Materials》上，通讯作者是四川大学Cheng Yang教授，第一作者是西华大学/四川大学Chunhong Liu。

参考文献

Recent advances in chirality sensing/recognition using supramolecular macrocycles

Chunhong Liu, Leyong Wang, Zhouyu Wang, Wanhua Wu, Cheng Yang

Supramolecular Materials 2025, 4, 1000107

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667240525000169