Gli assemblaggi orientati al metallo sono diventati un approccio ampiamente utilizzato nella progettazione di complessi artificiali sofisticati e multifunzionali. Sono state costruite numerose architetture metallo-organiche discrete, e le loro proprietà e funzioni derivano principalmente dalle strutture primarie e secondarie degli elementi costitutivi.

In virtù dell'analogo comportamento di coordinazione simile a quello dei metalli di transizione, la sintesi anionica e l'assemblaggio diretto dagli anioni sono stati utilizzati nella progettazione di architetture supramolecolari uniche. In presenza di forti gruppi di coordinamento anionico, l'assemblaggio anione-diretto sarà utilizzato per programmare l'aggregazione gerarchica di complessi metallasupramolecolari verso architetture di ordine superiore.

In uno studio pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Sun Qingfu del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter dell'Accademia cinese delle scienze ha riportato il primo esempio di aggregazione guidata da anioni di un assemblaggio a triplo elicato di lantanidi verso un lantanide di 4 nm di diametro- esamero organico.

L'intrigante aggregazione di ordinamento chirale tra gli stereoisomeri P-ΔΔ e M-ΛΛ degli elicati dà luogo alla formazione di una coppia di enantiomeri (P-ΔΔ)6 e (M-ΛΛ)6 per esameri. Nell'esamero unito sono stati confermati l'aumento della stabilità all'acqua e l'aumento delle emissioni indotto dall'aggregazione.

Mentre l'elicato non è poroso, la funzione di incapsulamento dell'ospite emergente è stata realizzata nella tasca chirale centrale dell'esamero definita da sei pannelli di ligandi da ciascun elicato, che non solo può assorbire piccole molecole, ma mostrano anche enantioselettività verso i farmaci terpenici chirali.

In teoria, l'esamerizzazione da due tipi di elicati può statisticamente dare 24 tipi di stereoisomeri. Però, i ricercatori hanno osservato solo enantiomeri omochirali di (P-ΔΔ)6 e (M-ΛΛ)6 allo stato solido. L'aggregazione di auto-ordinamento chirale ad alta fedeltà in soluzione è stata verificata anche dall'esperimento di differenziazione di risonanza magnetica nucleare (NMR) Δ-TRISPHAT.

Con l'aggregazione di elicato in esamero, l'intensità di emissione ha mostrato un aumento di 2,5 volte, insieme alla resa quantica fotoluminescente è aumentata dal 22,8% iniziale al 46,2%.

Nel frattempo, l'integrità strutturale delle architetture supramolecolari dei lantanidi è di fondamentale importanza per le loro applicazioni biologiche. Quando il contenuto di acqua è aumentato al 17%, una grande quantità di precipitato bianco si è verificata in caso di elicato con la scomparsa dei segnali derivanti dall'elicato su ¹ HNMR. Lampada a raggi ultravioletti (UV) a 365 nm, la soluzione ha visto la scomparsa del caratteristico rosso Eu ^III luminescenza e l'emissione blu dal ligando libero, indicando la dissociazione dell'elicato.

In contrasto, per esamero, i suoi segnali sono rimasti su NMR anche con un contenuto di acqua superiore al 50%, dove la soluzione mostrava ancora una forte luce rossa sotto irraggiamento UV.

Oltre alla stabilità dell'acqua e alla proprietà AIEE (Aggregation-Induced Emission Enhancement), la capsula esamerica ha anche mostrato funzioni emergenti di captazione dell'ospite. A causa della natura racemica della capsula, i ricercatori hanno notato selettività diastereomerica quando hanno usato terpenoidi enantiopuri come ospiti.

Questo studio non solo fornisce una strategia fattibile per la costruzione di materiali lantanidi organici più sofisticati e multifunzionali, ma fa anche luce sui processi di autoassemblaggio in natura.