基于苯并噻唑-色酮衍生物(MCF)的比色传感器：铜离子(Cu2+)检测试纸设计与三阴性乳腺癌治疗潜力

研究人员针对环境与生物体系中铜离子(Cu2+)检测的灵敏度和便捷性问题，设计合成新型色酮-苯并噻唑衍生物(MCF)。该探针在EtOH-H2O(99:1)体系中实现0.6?μM级Cu2+特异性识别，开发出即时检测试纸，并通过MTT实验证实其对MDA-MB-231细胞系的生物相容性，为重金属监测与三阴性乳腺癌(TNBC)治疗提供双重解决方案。

　　

铜离子(Cu²⁺)作为人体必需的微量元素，在能量代谢和神经调节中发挥关键作用，但过量摄入会导致威尔逊病、阿尔茨海默病等严重疾病。世界卫生组织(WHO)规定每日铜摄入量不得超过12?mg，而工业污染加剧了环境铜超标风险。传统检测方法依赖复杂仪器，难以满足即时监测需求。同时，色酮类化合物因其独特药理活性，在抗癌领域备受关注。如何开发兼具高灵敏度检测与治疗潜力的多功能分子，成为当前研究的重要挑战。

针对这一科学问题，来自Jadavpur University的研究团队设计合成3-(5-氯-2,3-二氢苯并[d]噻唑-2-基)-4H-色烯-4-酮(MCF)，通过FT-IR、UV-Vis、ESI-MS和NMR进行表征，构建出可裸眼识别的Cu²⁺比色传感器。研究成果发表于《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》，为环境监测与肿瘤治疗提供创新思路。

研究采用光谱分析、Job's plot结合Benesi-Hildebrand方程计算结合常数，开发试纸检测技术，并运用MTT法评估细胞毒性。实验选用MDA-MB-231三阴性乳腺癌细胞系，验证探针的生物医学应用潜力。

材料与方法
以3-甲酰基色酮与2-氨基-4-氯苯硫醇为原料合成MCF，通过核磁共振氢谱(8.29?ppm处N-H单峰)和红外光谱(3308?cm^-1处N-H伸缩振动峰)确认结构。检测体系选用EtOH-H₂O(99:1)混合溶剂，考察14种竞争离子的干扰效应。

结果与讨论
MCF对Cu²⁺展现特异性响应，检测限达0.6?μM，远低于WHO规定的20?μM安全阈值。1:1结合计量学经Job's plot证实，结合常数4.9346×10⁴?M^-1表明复合物稳定性良好。试纸在含Cu²⁺水溶液中呈现黄棕色变化，其他阳离子无干扰。MTT实验显示MCF对MDA-MB-231细胞无明显毒性，暗示其抗癌应用可能性。

结论
该研究成功开发出兼具环境监测与生物医学应用价值的色酮基探针。MCF不仅实现Cu²⁺的高选择性比色检测，其生物相容性更为三阴性乳腺癌治疗提供新候选分子。试纸设计突破实验室检测限制，符合可持续发展需求，为重金属污染防控与肿瘤靶向治疗开辟交叉研究新途径。