Chirality is a vital property across various domains, especially for biological activity. Herein, an enzyme-free sensing platform for monosaccharide enantiomer identification was developed by utilizing the Fabry–Pérot interferometer feature of TiO₂ nanotube arrays modified with enantioselective metal–organic framework and glucose oxidase-mimicking Au NPs. In this design, optical property is monitored by reflective interferometric Fourier transform spectroscopy (RIFTS), a highly sensitive technique for detecting changes in the average refractive index within nanotubular structures. Using glucose (Glu) enantiomers as the model targets, after the recognition of L-/d-Glu on mesoporous homochiral MIL-101 (Fe), Au NPs anchored in MIL-101(Fe) catalyze the oxidation of Glu molecules to produce hydrogen peroxide (H₂O₂). Benefiting from the confinement effect of frameworks, MIL-101(Fe), as an artificial enzyme with excellent peroxidase-like activity, catalyzes the conversion of 4-chloro-1-naphthol (4-CN) into insoluble precipitates. These gathered precipitates effectively change the average refractive index of the interferometric substrate. Based on the variation of effective optical thickness (ΔEOT) values, the enantioselective determination of l-Glu and d-Glu can be achieved. Moreover, the proposed RIFTS sensor also presents broad applicability for the identification of other monosaccharide enantiomers. As the enzyme-free homochiral interferometer is directly constructed on a Ti-metal sheet, the RIFTS platform offers a robust, sensitive, and low-cost device for monosaccharide enantiomer recognition.

中文翻译：

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在基于 TiO2 纳米管阵列的 Fabry-Pérot 干涉仪上无酶鉴定单糖对映异构体


手性是各个领域的重要特性，尤其是对于生物活性。在此，利用对映选择性金属有机框架和葡萄糖氧化酶模拟 Au NPs 修饰的 TiO₂ 纳米管阵列的 Fabry-Pérot 干涉仪功能，开发了一种用于单糖对映异构体鉴定的无酶传感平台。在本设计中，光学特性通过反射干涉傅里叶变换光谱 （RIFTS） 进行监测，RIFTS 是一种用于检测纳米管结构内平均折射率变化的高灵敏度技术。以葡萄糖 （Glu） 对映异构体为模型靶点，在介孔同手性 MIL-101 （Fe） 上识别 L-/d-Glu 后，锚定在 MIL-101（Fe） 中的 Au NPs 催化 Glu 分子氧化产生过氧化氢 （H₂O₂）。受益于框架的约束作用，MIL-101（Fe） 作为一种具有优异过氧化物酶样活性的人工酶，催化 4-氯-1-萘酚 （4-CN） 转化为不溶性沉淀物。这些聚集的沉淀物有效地改变了干涉基底的平均折射率。基于有效光学厚度 （ΔEOT） 值的变化，可以实现 l-Glu 和 d-Glu 的对映选择性测定。此外，所提出的 RIFTS 传感器还为识别其他单糖对映异构体提供了广泛的适用性。由于无酶同手性干涉仪直接构建在 Ti 金属板上，因此 RIFTS 平台为单糖对映异构体识别提供了一种稳健、灵敏且低成本的设备。