[發(fā)明專利]一種基于單分子電學(xué)檢測的手性識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811096876.5
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109342510B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪文晶;盛詩琪;譚志冰;師佳;李瑞豪
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G01N27/06
• 分類號: G01N27/06
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

1.一種基于單分子電學(xué)檢測的手性識別方法，其特征在于：基于掃描隧道裂結(jié)技術(shù)STM-BJ，包括如下步驟：

（1）通過測量金屬針尖與表面鍍有金屬的基底之間的隧道電流來確定金屬針尖與表面鍍有金屬的基底之間的距離，利用驅(qū)動壓電陶瓷來精準(zhǔn)控制金屬針尖逼近表面鍍有金屬的基底表面直至二者發(fā)生碰撞，并擠壓形成接觸，當(dāng)達到預(yù)設(shè)接觸電導(dǎo)值時，金屬針尖被反向提起，由于金屬針尖和表面鍍有金屬的基底的金屬材質(zhì)的延展性，接觸區(qū)域?qū)饾u縮小，最終經(jīng)歷一個單原子點接觸構(gòu)型，繼續(xù)提起金屬針尖，則該單原子點接觸斷裂，直到形成與待測探針分子相匹配的納米間隔；上述預(yù)設(shè)接觸電導(dǎo)值為10^0.5G₀，G₀為量子電導(dǎo)，等于2e²/h；

（2）利用液相中的含有待識別手性分子的主-客體作用二聚體兩端的錨定基團與金屬針尖及表面鍍有金屬的基底分別相互作用并連結(jié)，形成金屬/主-客體作用二聚體/金屬形式的分子結(jié)，并與外界測量回路電連接，監(jiān)測其電導(dǎo)信號；

（3）繼續(xù)提起金屬針尖至上述分子結(jié)斷裂，電導(dǎo)突降到預(yù)設(shè)電導(dǎo)下限，則金屬針尖反向向表面鍍有金屬的基底方向移動，此時反饋到外界測量儀器上的電導(dǎo)信號即為主-客體作用二聚體連接在金屬針尖與表面鍍有金屬的基底之間的電信號，且能夠在電導(dǎo)-距離單條曲線中體現(xiàn)出明顯的臺階；

（4）重復(fù)步驟（1）至（3），獲取大量分子結(jié)的電導(dǎo)信息數(shù)據(jù)，將其電導(dǎo)取以10為底的對數(shù)后，分布于1log(G/G₀)到-9 log(G/G₀)的范圍內(nèi)，若以0.02 log(G/G₀)為一個間隔，則可將整個范圍平均分為500個區(qū)間，當(dāng)曲線中的電導(dǎo)數(shù)據(jù)落于這些均分的區(qū)間中，則計數(shù)為1，如此累積統(tǒng)計，對該電導(dǎo)信息數(shù)據(jù)進行柱狀圖統(tǒng)計，獲得具有高斯分布的電導(dǎo)統(tǒng)計分析，據(jù)此實現(xiàn)對主-客體作用二聚體中與探針分子作用的待識別手性分子的識別；

具體為：利用STM-BJ技術(shù)檢測手性探針分子與不同手性氨基醇分子特異性組裝后的電導(dǎo)變化來實現(xiàn)手性識別，其中一維電導(dǎo)統(tǒng)計圖在電導(dǎo)可檢測的范圍logG/G₀=0 ~ -6內(nèi)出現(xiàn)明顯的電導(dǎo)峰，二維電導(dǎo)-距離統(tǒng)計圖展現(xiàn)出明顯臺階，而空白組無電導(dǎo)峰和電導(dǎo)臺階出現(xiàn)，通過高斯擬合得到手性探針分子的電導(dǎo)為-5.6 log(G/G₀)，當(dāng)加入不同構(gòu)型的對映異構(gòu)體后電導(dǎo)值有不同程度的偏移，以進行手形識別。

2.如權(quán)利要求1所述的手性識別方法，其特征在于：所述預(yù)設(shè)電導(dǎo)下限為10^-6G₀~10^-9G₀。

3.如權(quán)利要求1所述的手性識別方法，其特征在于：所述主-客體作用二聚體由待識別手性分子與主體分子相互作用而成，該主體分子為該待識別手性分子提供一具有高度立體異構(gòu)的手性環(huán)境，并與待識別手性分子形成穩(wěn)定的主-客作用組裝體以改變主體分子的電輸運性質(zhì)，且該主體分子與金屬探針及表面鍍有金屬的基底形成穩(wěn)定連接。

4.如權(quán)利要求3所述的手性識別方法，其特征在于：所述主體分子為聯(lián)二萘酚。

5.如權(quán)利要求1所述的手性識別方法，其特征在于：所述金屬為金。

6.如權(quán)利要求5所述的手性識別方法，其特征在于：所述基底為鍍金硅片。

7.如權(quán)利要求1所述的手性識別方法，其特征在于：所述液相的溶劑為均三甲苯。