手性结构及其调控与生命现象密切相关。人体中存在多层次的手性结构，并且很多重大疾病也伴随着具有手性结构物质的生成。然而在复杂生理环境中的手性结构的手性信号极弱且难以分辨。表面等离子体纳米粒子可与可见和近红外光发生共振，有助于手性信号的增强和放大。表面等离子纳米粒子与手性生物分子相结合，为手性材料的制备及其在生命医学中的应用带来了新的机遇。

吉林大学刘堃课题组在手性纳米材料的设计、合成与构筑等方面开展了一系列研究，发展了分别由短肽寡聚体、多肽、蛋白质及手性高分子调控构筑纳米粒子手性组装结构的新方法(Science 2021,371, 1368;CCS Chem.2021,3, 773;ACS Nano 2019,13, 1479;ACS Nano 2017,11, 3463)。

近期，该课题组与美国密西根大学Nicholas A. Kotov课题组和巴西圣卡洛斯联邦大学Andre Farias de Moura课题组联合发表了关于通过超分子相互作用构筑长程有序表面等离子体手性组装结构从而提高光学不对称性的工作（如下图）。他们利用表界面超分子相互作用，实现了金纳米棒与人胰岛淀粉样多肽（hIAPP，2型糖尿病及胰腺癌的重要生物标志物）的精准共组装，构建了具有类似于手性液晶的长程有序的纳米螺旋纤维结构，其各向异性因子（g-factor）可高达0.12，与未组装的hIAPP修饰的金纳米棒相比增强了4600倍。同时提出了更加普适性的预测和解释手性纳米结构与g-factor之间构效关系的新公式，该公式为设计手性纳米结构提供了新的指导。高g-factor使得hIAPP-金纳米棒螺旋纤维具有液晶般的、极强的旋光能力，可在两片互相垂直的偏振片间选择性的透过深红光和近红外光，液晶般的颜色变化和纳米棒加速的纤化过程使其可在复杂的生物介质中进行药物筛选。该技术为手性纳米材料用于在复杂生物介质中的生物医学应用奠定了基础。

图：金纳米棒与人胰岛淀粉样多肽精准共组装构筑长程有序、具有极大的各向异性因子（g-factor=0.12）的纳米螺旋纤维。

同时，该课题组还利用L-和D-型谷胱甘肽寡聚体作为生长配体，成功制备了具有手性形貌的金纳米八杈对映体，并且发现GL261和bEnd.3细胞对不同手性形貌的纳米粒子具有摄取选择性（CCS Chem.2021,3, 773）。该工作突破了通常关于细胞对手性分子具有选择性摄取的认识，发现了细胞对纳米级的手性结构也同样具有识别能力。