综述:Zn2?荧光与比色化学传感器技术的新兴趋势

【字体: 时间:2025年07月06日 来源:Journal of Fluorescence 2.6

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  这篇综述系统评述了2014-2024年间Zn2+检测技术的突破性进展,重点介绍了基于荧光(Fluorescence)和比色(Colorimetric)原理的化学传感器(Chemosensors)。文章深入解析了分子结构设计、双模式检测策略(Dual-mode detection)以及信号转导机制,特别强调了其在生物成像(Bioimaging)、环境监测和便携诊断设备中的应用潜力,为开发高性能Zn2+传感器提供了前瞻性指导。

  

【分子设计创新】
近年来,Zn2+传感器的分子架构呈现多元化发展。研究者通过引入喹啉(Quinoline)、萘啶(Naphthyridine)等特异性配体,显著提升了传感器对Zn2+的选择性。其中,基于光诱导电子转移(PET)机制的探针表现出<10 nM的超低检测限(LOD),而激发态分子内质子转移(ESIPT)体系则实现了比率型荧光响应。

【双模式检测突破】
前沿研究将荧光-比色双信号输出整合于单一探针,如罗丹明-苯并噻唑杂化体(Rhodamine-Benzothiazole),既能通过肉眼观察颜色变化(λmax≈560 nm),又可定量检测0.1-100 μM浓度范围的Zn2+。这种设计有效克服了复杂基质中的假阳性干扰。

【生物医学应用】
在活细胞成像领域,线粒体靶向型Zn2+探针(如Zinpyr系列)成功揭示了神经元突触小泡中的锌动态。环境监测方面,基于纸基的比色传感器可在30分钟内完成水体Zn2+污染筛查,检测阈值符合WHO饮用水标准(≤3 mg/L)。

【挑战与展望】
当前面临的主要挑战包括生理pH下探针稳定性不足,以及Cd2+等干扰离子的区分。未来研究方向将聚焦于金属有机框架(MOFs)材料修饰和DNAzyme传感器的开发,有望实现亚细胞器水平的Zn2+原位分析。

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