I sistemi RTP drogati ospite-ospite hanno fatto progressi significativi nelle applicazioni di vari campi, tra cui l'optoelettronica di prossima generazione, il bioimaging ad alto contrasto e il riconoscimento chirale. Con la crescente attenzione rivolta alla progettazione di sistemi RTP con porzioni chirali, comprendere la relazione tra struttura e proprietà è diventato cruciale.

Sfruttando il ruolo essenziale della chiralità nell'evoluzione naturale, l'esplorazione di metodi spettrali più ricchi per comprendere la correlazione tra chiralità molecolare, stati eccitati e spin degli elettroni chiarirà i principi fondamentali e guiderà trasformazioni tecnologiche innovative.

Nel loro precedente lavoro pubblicato nel 2023, il team del Prof. Zhang ha scoperto e denominato per la prima volta il fenomeno del potenziamento della fosforescenza chiral-selettiva (CPE), rivelando la dipendenza dalla chiralità del trasferimento di energia tra le molecole.

In questo studio, hanno proposto uno schema di rilevamento più universale che consente un rapido riconoscimento chirale dell'RTP. Hanno scoperto che gli amminoacidi reagiscono con il 2-naftoil cloruro altamente reattivo in condizioni blande, formando accettori di energia chirale. Questo processo sensibilizza la generazione di RTP in un mezzo donatore di energia tripletta. Allo stesso tempo, il derivato della L-fenilalanina funge da donatore universale di energia tripletta, offrendo vantaggi nella produzione di massa e nella purificazione.

Il team ha inizialmente confermato la fattibilità della progettazione modulare nei sistemi CPE. I risultati sperimentali hanno mostrato che, con diversi rapporti di drogaggio, i fattori di potenziamento della fluorescenza erano relativamente bassi, compresi tra 1,6 e 3,2. Tuttavia, nelle stesse condizioni, i fattori di miglioramento degli spettri RTP sono aumentati in modo significativo.

Questa differenza è attribuita al fatto che la fluorescenza dell'ospite può verificarsi attraverso il trasferimento di energia sia di Förster che di Dexter, mentre l'RTP dell'ospite è limitato al trasferimento di energia di Dexter.

Inoltre, il metodo di preparazione ottimale è stato determinato confrontando i rapporti di intensità spettrale con diversi metodi di preparazione ed è stato condotto uno screening di tutti i 15 amminoacidi naturali e dei loro enantiomeri non naturali in base allo schema stabilito. I risultati hanno mostrato che questo metodo ha la più ampia applicabilità tra tutti i sistemi di rilevamento chirale luminescente pubblicati, con tempi di riconoscimento di pochi minuti.

Infine, introducendo atomi pesanti (ad esempio bromo) per modulare la struttura molecolare e aumentare la velocità di transizione della radiazione delle molecole ospiti, sono stati ottenuti migliori effetti di miglioramento della fosforescenza. Questo risultato dimostra la possibilità di ottimizzare le strutture molecolari sotto la guida dei principi CPE per ottenere migliori condizioni di riconoscimento, mostrando i vantaggi del riconoscimento del rilevamento RTP organico.