荧光素丙酮腙探针：高灵敏度Hg2+检测新策略及其理论计算研究

针对汞离子(Hg2+)环境污染监测难题，俄罗斯科学家开发出基于荧光素丙酮腙的新型荧光探针。该探针通过螺内酰胺开环机制实现Hg2+特异性识别，检测限达7 nM，响应时间仅20分钟，结合DFT计算阐明了分子作用机制，为重金属污染防控提供了高效检测工具。

　　

汞污染是当前全球面临的重大环境健康挑战，其毒性强、易生物累积的特性，可通过食物链威胁人体神经系统和器官功能。传统检测方法存在设备昂贵、操作复杂等问题，而现有荧光探针在选择性、灵敏度方面仍有提升空间。俄罗斯科学基金会资助的伊万诺沃国立化工大学（Ivanovo State University of Chemistry and Technology）研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表创新成果，通过将荧光素酰肼与丙酮缩合，开发出具有螺内酰胺结构的Hg²⁺特异性探针。

研究采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和密度泛函理论(DFT)计算等关键技术。通过三维荧光光谱优化激发波长，结合红外光谱(IR)证实Hg²⁺诱导的螺内酰胺开环机制，理论计算则预测了分子构型与光谱特性。

【Spectral study】
探针在乙腈溶液中与Hg²⁺结合后，荧光强度显著增强，最大发射波长位于蓝绿光区。DFT计算显示，开环后的荧光素结构导致电子跃迁能级改变，与实验观测的紫外吸收红移现象吻合。

【Conclusions】
该探针展现出7 nM的超低检测限和20分钟快速响应，对常见干扰离子具有优异选择性。理论计算与实验数据共同验证了"关-开"型荧光增强机制，为设计重金属传感器提供了新思路。

这项研究不仅开发出性能优越的Hg²⁺检测工具，更通过量子化学计算揭示了分子识别机制，对环境污染监测和生物医学检测领域具有重要应用价值。研究者特别指出，探针的合成路线简单、成本低廉，适合大规模推广应用。