综述：比率型荧光探针在铜离子检测与铜死亡研究中的应用

（编辑推荐）本文系统综述了2022年以来比率型荧光探针（Ratiometric Fluorescent Probes）在铜离子（Cu2+/Cu+）检测领域的最新进展，重点解析了基于五/六元氮杂环、亚胺基团（R2C=NR'）及ⅥA族元素的分子传感器设计策略，并探讨了纳米传感器（Nanosensors）在铜催化反应中的应用，为疾病相关铜代谢异常研究提供了高灵敏度检测工具开发思路。

　　

Abstract
铜作为生命体系关键微量元素，其浓度异常与多种疾病密切相关。近年来，比率型荧光探针凭借自校准特性成为铜离子检测的重要工具。

分子传感器设计策略

1. 五元氮杂环探针：基于吡唑、三唑等结构的探针通过Cu²⁺诱导的配位作用实现荧光比率变化，如咪唑衍生物在550/650 nm处发射比与铜浓度呈线性相关。
2. 六元氮杂环体系：哌啶类探针通过铜介导的电子转移（PET）机制，对肝组织中Cu⁺检测限达0.1 nM。
3. 功能化基团探针：含醛基（-CHO）或酮基（R₂C=O）的传感器通过铜触发席夫碱反应，实现溶酶体铜动态成像。

纳米传感器突破
金纳米颗粒（AuNPs）负载的探针利用铜催化点击化学反应（CuAAC），将检测灵敏度提升至pM级。二氧化硅纳米载体则通过封装罗丹明衍生物，特异性响应线粒体铜积累。

铜死亡研究应用
探针成功追踪到铜诱导的细胞程序性死亡（Cuproptosis）过程中线粒体铜波动，证实铜-硫簇（Cu-S clusters）异常与神经退行性疾病的关联。

未来展望
开发近红外（NIR）探针用于活体成像、结合CRISPR-Cas9技术构建基因编辑-传感联用系统，将成为铜代谢研究的下一个前沿。