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胆碱在生命过程中起着十分重要的作用，尤其是在神经递质合成、甲基代谢和脂质转运等方面。因此，合成用于检测胆碱及其衍生物的人工超分子结构受到广泛关注。然而，人工合成的超分子结构，往往在水中的溶解性较差。此外由于水的溶剂化作用较强，同时可以形成氢键，从而在水介质中实现对生物分子的识别和检测依然存在挑战。这对于阴离子配位自组装体尤其明显，强水合阴离子（如磷酸根离子）配位组装的离散结构在水相会面临组装体解离的问题。
图1. a) 配体L和磷酸盐组装的A1L1单股螺旋(1)、A2L2两股螺旋(2)和A2L3三股螺旋(3)结构及刺激响应结构转换；b) A2L3三股螺旋(3)和PMMA混合合成的具有荧光、CD和CPL性质的功能薄膜；c) 包含A2L3三股螺旋结构的薄膜对胆碱和胆碱衍生物的识别。 近日，西北大学杨栋教授和北京理工大学吴彪教授，以阴离子配位组装体为基础，结合聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）合成了具有荧光、CD和CPL性质的功能薄膜。通过该策略合成的包含阴离子配位三股螺旋结构的薄膜，克服了阴离子配位自组装体在水中溶解度和稳定性差的问题，实现了水相生物分子（胆碱及胆碱衍生物）的识别。 图2. a) 3﹚TMA+、b) 3﹚TEA+和c) 3﹚GS的晶体结构；d) 3﹚TMA+、e) 3﹚TEA+和f) 3﹚GS中客体分子与TPE核心之间的弱相互作用（黑色虚线为C-H···π相互作用，红色虚线为阳离子···π相互作用）。 作者合成了以四苯乙烯为连接子的C2对称阴离子配体，利用桥联二脲和磷酸盐配位形成多种螺旋结构。通过核磁、质谱和X射线单晶衍射等表征手段证明得到的螺旋结构在溶液状态和固体状态都可以稳定存在。并且，通过不同尺寸阳离子实现不同螺旋结构间的转换。此外，单晶结构表明固体状态下三股螺旋结构可以实现对手性胆碱衍生物（S -α-methylcholine, GS）的封装。手性胆碱衍生物GS可以诱导三股螺旋结构形成单一手性的结构（3﹚GS），其与PMMA混合合成的薄膜具有CD、荧光和CPL性质。 图3. a) Film3﹚GS/R的CD光谱；b）Film3﹚GS/R的荧光光谱；c）Film3﹚GS和d）Film3﹚GR的CPL光谱。 进一步，作者基于3﹚NEt3H+合成了Film3﹚NEt3H+，在Film3﹚NEt3H+表面滴加不同浓度的氯化胆碱（Ch+）溶液，随着Ch+浓度的增加，薄膜的荧光强度逐渐增强，并在1.0当量时达到饱和。此外，薄膜也能够识别GR，其变化趋势与Ch+相似。 图4. 加入a) Ch+和b) GR后的Film3﹚NEt3H+的荧光发射光谱。插图：在λ = 498 nm处，荧光强度随Ch+或GR浓度的变化图。 该工作利用阴离子配位自组装体结合高分子材料合成了具有多重光学性质的功能薄膜，首次实现了阴离子配位自组装体在水相对生物分子的识别，为设计和合成用于水相检测生物分子的功能材料提供了一种简单且通用的方法。 论文信息 Incorporation of an Anion-Coordinated Triple Helicate into a Thin Film for Choline Recognition in an Aqueous System Mingli Lian, Dr. Jie Zhao, Dr. Dan Zhang, Sheng Ye, Yidan Li, Prof. Dr. Dong Yang, Prof. Dr. Xiao-Juan Yang, Prof. Dr. Biao Wu Angewandte Chemie International Edition
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