基于谷胱甘肽-铜离子超分子手性纳米酶的比色法对3,4-二羟基苯丙氨酸对映体选择性传感研究

针对手性分子绝对构型和 enantiomeric composition（对映体组成）检测的难题，研究人员通过自组装谷胱甘肽（GSH）与Cu2+构建了超分子手性纳米酶GSH-Cu2+，实现了对D/L-DOPA的高选择性比色传感。该纳米酶展现出优异的peroxidase-like activity（过氧化物酶样活性，Kcat=2.20×10-3 M·s-1·g-1），并基于对D-DOPA的优先催化特性，通过dopachrome（多巴色素）的紫外吸收差异建立定量模型，检测限低至1.31 μM（D-DOPA），为手性传感提供了identity-involved（身份相关）信号输出的新范式。

　　

在生命体系中，手性分子如同左右手般镜像对称却无法重合，这种特性往往导致对映体（enantiomers）在生物活性上南辕北辙。经典案例是镇静剂沙利度胺（thalidomide）——其R构型可缓解妊娠反应，而S构型却导致胎儿畸形。尽管高效液相色谱（HPLC）等技术已用于手性检测，但繁琐的前处理、高成本等问题制约其广泛应用。更关键的是，传统传感器输出信号仅反映传感器-分析物相互作用，而非分析物本身的特征信号，这可能导致复杂样本中的假阳性。如何建立直接关联分析物身份的检测方法，成为手性传感领域的"圣杯"。

扬州大学的研究团队在《Talanta》发表的研究中，另辟蹊径地利用谷胱甘肽（glutathione, GSH）与Cu²⁺自组装构建超分子手性纳米酶GSH-Cu²⁺，实现了对3,4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）的高精度对映体识别。该纳米酶不仅具备天然过氧化物酶的催化效率（K_cat达2.20×10^-3 M·s^-1·g^-1），更通过底物氧化产物dopachrome的特征吸收（475 nm）直接关联DOPA分子身份，从根本上规避了传统方法的信号失真风险。

关键技术方法
研究采用室温共组装法制备GSH-Cu²⁺纳米颗粒，通过扫描电镜（SEM）和圆二色谱（CD）表征其形貌与手性；利用紫外-可见分光光度法（UV-Vis）测定其对3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）和DOPA的催化活性；结合吸附实验和动力学分析阐明对映体选择性机制；最后建立校准曲线用于实际药品中D/L-DOPA的定量检测。

研究结果
Results and discussion
自组装的GSH-Cu²⁺呈现均匀球形纳米结构（SEM验证），其过氧化物酶样活性远超天然辣根过氧化物酶（HRP）。关键发现是：该纳米酶对D-DOPA的催化效率显著高于L-DOPA，机制研究表明L-DOPA更易吸附在纳米酶表面形成"屏蔽层"抑制活性。通过监测dopachrome在475 nm的吸光度变化，建立的校准模型可精准区分D/L-DOPA构型，检测限达微摩尔级（D型1.31 μM，L型1.51 μM），且能分析实际药物中的对映体比例。

Conclusions
该研究开创性地将超分子手性纳米酶的催化特性与底物特征信号相结合，实现了"身份信号输出"的手性传感模式。相比传统方法，GSH-Cu²⁺平台兼具高灵敏度（检测限1.31 μM）和抗干扰能力，其成功应用为药物质量控制、食品安全监测等领域提供了新工具。更重要的是，该策略突破了传感器信号与分析物身份脱钩的瓶颈，为发展下一代高可靠性手性传感器指明了方向。