基于Cd(II)配位聚合物的可逆"关-开"型荧光传感器用于多巴胺和水杨酸的高灵敏度检测

针对神经递质多巴胺(DA)检测的技术瓶颈，研究人员开发了新型Cd(II)配位聚合物(CP)荧光传感器。该传感器通过能量/电荷转移机制实现DA的"关"型检测(检测限4.69×10-4 M)，并创新性地利用水杨酸(2-hyd酸)触发荧光恢复，建立双通道检测体系，为神经系统疾病诊断提供了新型检测工具。

　　

在神经科学和临床医学领域，多巴胺(DA)作为关键的神经递质，其浓度异常与帕金森病、阿尔茨海默症等重大神经系统疾病密切相关。然而现有检测技术面临操作复杂、灵敏度不足等挑战，特别是缺乏能同时实现DA及其代谢物检测的双功能传感器。针对这一科学难题，四川理工学院钒钛资源综合利用四川省重点实验室联合沙特国王大学的研究团队在《Dyes and Pigments》发表创新成果，开发出基于Cd(II)配位聚合物(CP)的新型荧光传感器。

研究采用水热法合成具有d¹⁰电子构型的[Cd₂(L)(HL)(Hbpa)(H₂O)·3H₂O]_n配位聚合物，通过单晶X射线衍射确定其结构特征。利用稳态瞬态荧光光谱分析传感性能，结合密度泛函理论(DFT)计算阐明作用机制。

结构描述显示该CP具有独特的双核Cd(II)中心，Cd1呈六配位扭曲八面体构型，Cd2呈现罕见的七配位模式。这种特殊结构赋予材料优异的光物理性质，其最大发射峰位于425 nm，量子产率达18.7%。

传感性能研究发现该CP对DA呈现特异性荧光淬灭效应("关"型响应)，检测限达4.69×10^-4 M，淬灭常数K_SV为204.46346 M^-1。理论计算表明，该过程源于CP向DA的能量/电荷转移以及π-π堆积作用。更突破性的是，DA@CP体系在加入水杨酸(2-hyd酸)后荧光恢复("开"型响应)，实现对2-hyd酸的二次检测(检测限3.37×10^-4 M，K_SV=282.45426 M^-1)，形成独特的"关-开"型双通道检测机制。

结论与意义：该研究首次构建了基于单一CP材料的DA/2-hyd酸双向检测平台，其创新性体现在：(1)通过配体工程调控Cd(II)配位环境，实现检测性能优化；(2)阐明"竞争性置换"荧光恢复机制，即2-hyd酸通过氢键作用置换DA分子；(3)为神经系统疾病相关生物标志物的即时检测提供了新思路。研究成果对发展多功能荧光传感器具有重要指导价值，相关技术已申请中国发明专利。