近日，冯凌燕教授团队在化学领域国际顶刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表题为“Biomolecule-Based Circularly Polarized Luminescent Materials: Construction, Progress, and Applications”的综述论文，上海大学材料基因组工程研究院为第一署名和通讯单位。
圆偏振荧光（CPL）材料在信息加密、光电器件、三维光学显示、生物医学等领域有着广阔的应用前景，近年来备受关注。常见的制备策略通过共价修饰、掺杂、超分子共组装等方法实现非手性发光单元的螺旋，通常采用手性化合物、无机材料和聚合物材料等为模板。生物分子体系由于其序列结构、可变构型、可编码性和生物相容性等特性，引起了研究人员的极大兴趣。然而目前关于基于生物分子的CPL材料设计及其应用方面的总结和讨论仍属空白。
团队在前期研究工作的基础上，系统总结了具有CPL特性的材料本征手性、手性诱导和手性放大的信号策略。部分手性生物分子具有CPL信号，但信号往往较弱，不能直接被有效记录和利用。研究人员可通过配位、共价合成和非共价相互作用等手性诱导方式实现手性转移，以及进一步自组装、共组装和荧光共振能量转移等策略进行手性放大，同时解决构建具有高不对称因子（glum）的CPL材料的关键问题。此外针对不同生物分子，对基于氨基酸/多肽/蛋白质、核苷/核酸以及糖类/脂类模板的CPL功能材料进行分类讨论，并系统汇总了在光电器件、手性生物识别、不对称合成、CPL敏感器件和生物医学领域的潜在应用（图1）。
图1.基于生物分子的CPL材料手性构建和应用
关于生物功能CPL材料的研究仍处于起步阶段，仍面临着许多挑战，如需要更精确的分子机理解释、如何获得易于调节的手性反转、具有高glum值及通用可行的制备策略等，以及在生物医学应用中的毒性分析和猝灭效应等问题。随着理论辅助材料设计的发展，不同的模拟计算方法，可为CPL材料进一步理性设计及其现象机理解释提供新的可能性。
上述工作得到了国家自然科学基金、上海高校特聘教授（东方学者）、上海市启明星人才计划等项目的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202211822