简单的利用从萜类化合物制成的手性胶囊进行包 encapsulation，使非手性有机染料在水中表现出手性光学特性，而无需复杂的化学变化，科学家们在最近的报告中指出。这些分子创新可能会在数字存储、生物医学和催化等相关领域的各种光学技术中带来重大进展。
手性是生物学中的一个重要特征，关键生物结构（如DNA和蛋白质）的分子成分是手性的。手性分子无法与其镜像重叠，就像你的左手无法与右手完美匹配一样。值得注意的是，手性可以影响分子或组装体与光的相互作用，尤其是在圆偏振光的情况下。
随着对先进光学技术需求的增加，’手性光学活性’的组件可以用于今天的显示器、光学存储系统、分析设备和生物医学。因此，科学家们一直在寻找创新的方法，使传统的非手性染料表现得像手性活性分子。通过利用“手性转移”，封装在手性分子结构中的非手性染料可以获得手性光学特性。然而，由于现有设计的复杂性和不灵活性，创建实用的手性胶囊一直很困难。
在最近发表于《美国化学会杂志》的论文中，由东京科学研究所的助理教授田中优也和桥本义久领导的团队介绍了一种新的更简单的解决方案。他们设计了由植物中发现的天然化合物萜类衍生的新型手性胶囊。这些基于萜类的胶囊为在其腔体内部赋予不同非手性染料手性提供了一种高效和灵活的方法。
新的手性胶囊由基于萜类的弯曲两亲分子制成，通过对薄荷醇进行多次化学修饰而开发。由于其亲水和疏水结构，这些手性两亲物质在与水结合时自然形成称为萜类胶囊的球形结构。当非手性染料与这些两亲物质混合时，形成了一个主客复合物，染料嵌入手性腔体中。
通过深入实验，研究人员证明了手性有效地从胶囊转移到了各种非手性染料。例如，荧光染料如多芳香烃和BODIPY化合物显示出强烈的诱导圆二色性和圆偏振荧光。与之前报道的手性宿主不同，这种新结构高度适应且易于生产。田中博士指出：“我们的萜类胶囊允许通过简单地包含各种非手性染料，轻松创建具有可调手性光学特性的明确主−客复合物，而与大多数先前报道的具有刚性手性腔体的宿主不同。”重要的是，这种手性胶囊的另一个好处是，得到的复合材料可以在水中使用，消除了对有机溶剂的需求，而这一直是其他模型的一个缺点。
总之，该研究可能导致经济高效、高性能的手性光学活性复合材料，可能刺激先进光学技术的发展。“我们的方法使各种非手性染料轻松引入手性，而无需复杂的合成修饰，这对聚合物材料和催化剂可能是有价值的，”田中博士总结道。他还暗示了他实验室中正在进行的探索，重点是具有增强手性光学功能的多组分主−客系统。
