综述：ATP特异性荧光探针分子设计进展及其多学科应用

《Dyes and Pigments》：Progress in Molecular Design of ATP Specific Fluorescent Probes for Multidisciplinary Applications

本综述系统评述ATP（三磷酸腺苷）特异性荧光探beplay体育手机官网最新进展，涵盖小分子探针、纳米探针与寡核苷酸探针等类型，深入解析其识别机制。文章结合生物医学、食品检测与环境监测等领域的实际应用案例，探讨ATP荧光探针在疾病诊断（如恶性肿瘤、帕金森病）、能量代谢监测等方面的价值，并对技术瓶颈与发展趋势作出前瞻性展望，为跨学科研究提供重要参考。

　　

基于金属配合物的荧光探针

金属配合物探针的设计主要利用磷酸基团与金属离子的高亲和力。探针的荧光响应通常源于ATP的磷酸基团与探针中原有配体对金属离子配位位的竞争。此类探针的性能高度依赖于荧光团、配体及中心金属离子的选择，这些因素共同调控着荧光信号的产生与变化。

基于MOF的纳米探针

金属有机框架（MOF）是由金属离子（或簇）与有机配体自组装形成的三维网络结构材料。其拥有巨大的比表面积、高孔隙率和可控的空间结构。MOF的结构与性质由其组成单元的类型、比例及拓扑构型决定。其高度有序的晶体特性使其在ATP传感中展现出独特优势，可通过孔道限域效应或骨架上的活性位点实现对ATP的高效捕获与信号转换。

寡核苷酸探针

利用具有特定序列的寡核苷酸结构，尤其是aptamer（适配体），是开发ATP荧光探针的重要策略。这些aptamer能够特异性识别ATP分子。基于aptamer的识别能力，研究者构建了多种新颖的ATP传感体系。此外，由寡核苷酸自组装形成的各类框架结构也为ATP检测提供了新的平台。

结合多种纳米工具提升性能

除自身具备ATP识别机制的纳米探针外，多种纳米工具也被用于增强小分子探针和寡核苷酸探针的性能。这些纳米材料的辅助功能可显著提升传感体系的灵敏度、特异性及可靠性，同时极大拓展了其应用范围。

总结与展望

小分子荧光探针具有响应快速（秒至分钟级别）、灵敏度高、选择性好等优点，部分探针还能可逆识别ATP，实现动态监测。但其结构体系相对单一，识别机制有待丰富。纳米探针（如MOF）在负载能力、稳定性及多功能集成方面潜力巨大，但其生物相容性、代谢途径等问题仍需深入探讨。寡核苷酸探针，特别是基于aptamer的体系，识别特异性极高，设计灵活，但成本与稳定性是实际应用的挑战。未来发展趋势包括开发新型识别机制、提高探针的生物相容性及靶向性、推动多模式成像与诊疗一体化应用，以及拓展在食品工业、环境监测等新兴领域的应用。