碘离子辅助柠檬酸还原法合成高圆二色性均一手性金纳米粒子

本研究针对传统手性金纳米粒子(AuNPs)合成方法复杂耗时、需依赖手性配体和特定形貌种子的瓶颈问题，提出在经典柠檬酸还原法中引入碘离子(I?)，成功制备出无需手性配体的均一手性AuNPs。所得纳米粒子等离子体圆二色性(g因子达1.23×10?3)较传统方法提升7.7倍，并实现谷氨酰胺对映体识别。该突破为手性等离子体纳米材料的规模化制备及对映选择性传感应用提供了新范式。

　　

生命的手性之谜始终是科学界关注的焦点——从构成蛋白质的L-型氨基酸到DNA中的D-型糖分子，自然界为何选择特定手性仍悬而未决。这一谜题推动着科学家们探索从非手性分子构建手性材料的途径，而金纳米粒子(AuNPs)因其独特的等离子体共振特性和生物相容性，成为手性纳米材料研究的重要载体。然而传统手性AuNPs合成面临三重困境：必须使用半胱氨酸等手性配体导致表面活性位点被屏蔽；依赖预制备的特殊形貌金种子使工艺复杂；长达8小时的合成周期制约规模化应用。

陕西师范大学的研究团队在《Journal of Colloid and Interface Science》发表的研究中，创新性地将碘离子(I^?)引入经典的柠檬酸还原法，实现了无需手性配体的单步合成均一手性AuNPs。研究人员通过紫外-可见吸收光谱、透射电镜(TEM)和圆二色谱(CD)表征纳米粒子特性，结合密度泛函理论(DFT)计算阐明机理，并建立谷氨酰胺对映体比色检测模型验证应用价值。

Synthesis of AuNPs through citrate-reduction method
通过优化传统柠檬酸还原法，在沸腾的HAuCl₄-柠檬酸钠体系中引入KI，30分钟内即可获得酒红色手性AuNPs溶液。对照实验证实I^?的引入使CD信号强度提升近8倍。

Results and discussion
TEM显示I^?诱导产生非球形AuNPs，其(1 1 1)晶面优先吸附I^?导致各向异性生长。DFT计算揭示I^?与Au表面的卤素-金相互作用是手性放大的根源。所得AuNPs的g因子达1.23×10^?3，远超无I^?体系的1.6×10^?4，且能通过聚集程度差异实现L/D-谷氨酰胺的裸眼识别。

Conclusions
该研究突破性发现无机阴离子可替代传统手性配体诱导纳米粒子手性，建立的手性放大机制为：I^?选择性吸附→晶面生长速率差异→对称性破缺结晶→强等离子体CD信号。相比Nam课题组的方法，新工艺将合成时间从8小时缩短至0.5小时，且摆脱了对180-200nm金种子的依赖。Miao Zhang等提出的这种配体无关策略，不仅为手性等离子体纳米材料的规模化制备开辟新途径，更启示了无机离子在控制纳米材料本征手性中的重要作用，对对映选择性传感、不对称催化等领域具有深远影响。