综述：咪唑衍生物作为ON/OFF荧光化学传感器检测汞离子的研究进展

本文系统综述了咪唑衍生物作为荧光探针（Fluorescent Probe）在Hg2+检测中的研究进展，重点探讨了其基于荧光淬灭（OFF）、增强（ON）和比率计量（Ratiometric）的分子设计策略与结构-性能关系，为开发高选择性、灵敏度的汞离子（Hg2+）传感器提供理论参考。

　　

Abstract

汞污染因其高毒性和生物累积性（Bioaccumulation）对环境和健康构成严重威胁。近年来，基于咪唑（Imidazole）的荧光传感器因其独特的电子特性、强金属结合能力和可调控的荧光响应，成为Hg²⁺检测的研究热点。本文综述了该类探针的设计策略与作用机制，包括通过硫醚/硒醚键（Thioether/Selenoether）与Hg²⁺特异性结合引发的荧光信号变化，以及π共轭体系修饰对检测灵敏度的提升作用。

Graphical Abstract

图示展示了典型咪唑-Hg²⁺复合物的分子结构，其中Hg²⁺与咪唑N原子及硫原子形成稳定配位，导致探针荧光发射波长红移或强度变化。

设计策略与传感机制

1. OFF型探针：通过光诱导电子转移（PET）或能量转移（FRET）实现荧光淬灭。例如，含硫代羰基的咪唑衍生物与Hg²⁺结合后，电子转移导致荧光关闭。
2. ON型探针：Hg²⁺诱导分子内电荷转移（ICT）增强荧光。如萘酰亚胺-咪唑杂交体在结合后荧光强度提升20倍。
3. 比率计量型探针：通过双发射峰比值变化定量Hg²⁺，可规避环境干扰。代表性案例是BODIPY-咪唑复合物在620nm/520nm处的比率响应。

性能评价

最优探针的检测限（LOD）达0.1 nM，在pH 4-9范围内稳定，且对Cd²⁺/Pb²⁺等干扰离子的选择性系数>100。部分探针已成功应用于水体、生物体液等复杂基质中Hg²⁺的实时监测。

挑战与展望

当前探针在活体成像中的应用仍受限于穿透深度和代谢速率。未来研究需聚焦于近红外（NIR）探针开发和体内毒性评估，以推动临床转化。