基于香豆素-半胱氨酸-聚诺尔伯烯的选择性荧光传感器用于顺序检测Cd2+离子和阴离子

《ACS Applied Polymer Materials》：Selective Fluorescent Sensor Based on Coumarin–Cysteine-Polynorbornene for Sequential Cd2+ and Anion Detection

合成荧光氨基酸聚合物传感器Poly-Cou-Cys，通过ROMP法利用Cou-Cys功能单体，实现Cd2+的turn-off-turn-on响应及阴离子识别，检测限低至12.26 nM，成功应用于人工唾液检测。

　　

我们报道了一种基于荧光和氨基酸的聚合物化学传感器Poly-Cou-Cys，它是通过使用香豆素（Cou）-半胱氨酸（Cys）功能化的norbornene单体通过ROMP（Rapid One-Molecule Polymerization）方法合成的。这种材料表现出对Cd²⁺的选择性关闭-开启响应，并随后能够识别阴离子。光谱测量在DMSO溶液中进行（激发波长=350 nm，发射波长=411 nm）。Cd²⁺的关闭机制依赖于Cd²⁺离子优先与聚合物中的软硫原子以及香豆素和半胱氨酸的其他杂原子配位，从而导致结构僵化和荧光淬灭。这一机制得到了¹H NMR和紫外-可见（UV–vis）光谱的支持。Cd²⁺的检测限（LOD）分别为55.10 nM（聚合物）和41.94 nM（MWCNTs复合材料）。当加入生物相关的阴离子（ATP、HS^–和H₂PO₄^–）时，传感器的荧光信号会重新出现（开启响应）。这种阴离子识别机制是通过置换结合的Cd²⁺离子来实现的。最有效的阴离子的检测限分别为：ATP为12.26 nM，HS^–为18.16 nM，H₂PO₄^–为13.41 nM。这些探针在溶液和试纸条上均表现出明显的开启-关闭-再开启的荧光循环。该系统还能够检测人工唾液中的Cd²⁺。这些结果突显了这种传感器在环境监测Cd²⁺以及检测临床相关阴离子生物标志物方面的潜力。