对映体识别在阐明生命过程、疾病诊断和药物研发中具有至关重要的意义。手性诱导自旋选择性（Chirality-Induced Spin Selectivity, CISS）效应使手性结构能够像“自旋过滤器”一样选择性地传输特定自旋方向的电子，为发展新型手性传感平台开辟了前沿方向。然而，现有基于CISS效应的传感体系普遍存在手性结构无序、自旋选择性有限和导电性不足等问题，难以有效提取可区分的电学信号；同时，该领域缺乏成熟的信号放大策略，自旋极化程度与手性识别效率之间的内在关联也尚不明确，严重制约了高性能CISS手性传感平台的理性设计与实际应用。

  前期，杭州师范大学材料与化学化工学院黄又举教授团队提出了超低表面能微环境实现界面超快速（5秒）晶圆级纳米粒子单层自组装和纳米薄膜工程化技术（Sci. Adv., 2021, 7, eabk2852; Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202502129; Adv. Mater., 2026, 38, e19060）。进一步通过界面微环境，引入温度场，实现了纳米粒子界面晶圆级超晶格自组装（J. Am. Chem. Soc., 2025, 147, 10369; Angew. Chem. Int. Ed. 2026, 65, e21361 ）本工作中，基于团队前期的超晶格膜自组装技术，手性金纳米粒子可精准界面自组装成手性金超晶格纳米膜（CANFs），其有效的增强了CISS效应，并大大提升了纳米限域离子输运信号，实现了电化学与光驱动光离子电流双模式对映体识别。

  2026年10月19日，相关研究工作以 “Tunable Spin-Polarized Chiral Plasmonic Films for Dual-Mode Enantiomer Recognition” 为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

图1. 基于自旋选择性手性金超晶格纳米膜（L-CANFs）的对映体识别原理及光驱动光离子识别模式示意图。

  受生物大分子层级有序组装所产生的相干势场可实现高效长程自旋输运的启发，研究团队首先通过种子介导生长法制备出直径约150 nm、具有螺旋形貌的L-/D-型手性金纳米粒子，再经气–液界面自组装与Langmuir–Blodgett转移，获得了面积达数平方厘米、厚度约180 nm的大面积单层的六方密排超晶格纳米膜。磁导电原子力显微镜（mc-AFM）测试表明，L-CANFs与D-CANFs的自旋极化效率分别高达+94.17 ± 3.72%和–94.90 ± 2.10%，处于已报道材料的最佳水平之列。进一步研究发现，自旋极化程度既随构筑单元手性不对称因子（g因子）的增大而显著提升，也强烈依赖于组装结构的有序度：有序超晶格结构的自旋极化率最高，随机堆积或过度密堆结构则分别因自旋弛豫加剧和传输受阻而明显下降。这意味着CISS效应可通过纳米粒子的手性与组装有序度实现精准调控，为高性能手性传感奠定了材料基础。

  得益于优异的导电性与纳米限域增强的信号放大能力，CANFs实现了对犬尿氨酸（Kyn）对映体的双模式对映选择性识别。该平台对色氨酸、酪氨酸、多巴和丝氨酸等多种氨基酸对映体同样呈现出镜像对称的识别响应，验证了双模式识别策略的普适性。研究团队还建立了自旋极化程度与手性识别效率之间的定量关联，揭示了CISS介导对映选择性的内在机制：构型匹配的对映体可发生高效的自旋极化界面电荷转移，进而重塑纳米限域离子环境，产生的不对称输出信号被超晶格纳米通道内的限域离子输运进一步放大；理论计算也证实自旋反平行构型在界面相互作用中能量上更为有利。

图2.手性金纳米膜的构筑和对映体识别性能对组装结构有序度的依赖关系，以及自旋依赖界面相互作用的理论计算。

  在定量分析方面，该平台展现出卓越的性能：平台在人工脑脊液、血清和尿液等复杂临床基质中均保持良好的识别能力，展示出在实际临床监测中的应用潜力。该工作将CISS介导的自旋极化输运与纳米限域增强信号转导相结合，为发展下一代实时、高性能手性传感平台提供了通用策略，在生物医学诊断、药物分析等领域具有广阔前景。

  该工作第一作者为杭州师范大学-南京大学联合培养博士后孟丹博士，通讯作者为杭州师范大学黄又举教授，杭州师范大学为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金（U25A20385, 22504026, 22307046）、中国博士后科学基金（2025M771014）及浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划（2024C03195）等项目的支持。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.5841922

通讯作者黄又举教授简介

黄又举，教授，博士生导师，国家优青，杭师大材化学院副院长。2010年博士毕业于中国科学技术大学，师从李良彬教授。2010-2014年在新加坡南洋理工大学做博士后。2014-2019年在中科院宁波材料所工作，任副研究员/项目研究员。2017-2018年，在德国马普所高分子所做访问学者。2019年9月入职杭州师范大学，组建纳米生物传感器关键材料团队。以通讯作者在Sci. Adv.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.，Chem. Soc. Rev.等期刊上发表SCI论文100余篇。被引用13000余次，H因子为61。授权中国和美国发明专利35件。主持科研项目20余项，包括7项国家自然科学基金。获首届浙江省青年科技英才奖（2021年），浙江省自然科学二等奖（2023年，第一完成人），全国“挑战杯”揭榜挂帅专项赛一等奖（2024年，指导老师）和杭州市第九届“杭州工匠”荣誉称号（2026年）。入选浙江省海外高层次人才引进计划（2016年）和国家自然基金委优秀青年项目（2022年）。

第一作者孟丹博士

孟丹，2024年博士毕业于江南大学，导师匡华教授，现杭州师范大学-南京大学联合培养博士后。主要从事手性纳米材料的设计合成和组装，以及手性分子的超灵敏识别分析。相关研究工作以第一作者在Angew. Chem. Int. Ed.,Small等国际知名期刊发表。现主持国家自然科学青年基金项目1项，主持博士后面上项目1项。