基于双配体Cd(II)配位聚合物的叶酸荧光传感器研究：1,5-萘二磺酸盐与双苯并咪唑/双(2-甲基咪唑)的协同传感机制

本文推荐：作者团队设计合成了两种新型Cd(II)配位聚合物（CPs）[Cd(bbimb)2(1,5-NDS)]n（1）和[Cd(1,4-Mbix)(1,5-NDS)]n（2），通过混合1,5-萘二磺酸盐（1,5-NDS）与柔性N-供体配体构建具有sql拓扑的二维层状结构。这两种CPs展现出优异的荧光性能和水稳定性，可高效检测叶酸（FA），检测限低至0.32 μM，并成功应用于实际血清样本分析。研究揭示了竞争性吸收和光诱导电子转移（PET）的荧光淬灭机制，同时开发了PMMA复合荧光薄膜实现可视化检测。

　　

Highlight

作为首个基于1,5-NDS与双苯并咪唑/甲基咪唑配体的Cd(II)配位聚合物（CPs）荧光传感器，本研究实现了叶酸（FA）的高灵敏度检测（LOD低至0.32 μM），并突破性地将CPs-PMMA复合薄膜应用于可视化检测，为临床FA监测提供了"实验室到床边"的转化潜力。

Crystal Structure of CP 1

CP 1晶体属于三斜晶系Pī空间群，Cd(II)中心呈现扭曲的八面体CdO₂N₄配位构型（图1a）。四个bbimb配体的N原子占据赤道面，轴向由两个1,5-NDS^2?的磺酸氧原子配位，形成独特的"三明治"结构。值得注意的是，bbimb配体的柔性-CH₂-链使其呈现罕见的Z字形构象，这种结构特征为后续的荧光传感提供了关键的π-π堆积作用位点。

Fluorescence Sensing Mechanism

通过时间分辨荧光光谱和密度泛函理论（DFT）计算，我们揭示了"双通道淬灭机制"：1）FA与CPs在300-400 nm处存在紫外吸收竞争，如同两个舞者争夺聚光灯；2）FA的LUMO能级（-1.38 eV）显著低于CPs（-0.92 eV），驱动光诱导电子转移（PET）过程，就像分子级的"能量滑梯"。这种协同效应使淬灭效率提升达83%。

Real Sample Detection

在加标血清实验中，CP 2展现出惊人的抗干扰能力——即使存在10倍浓度的葡萄糖、抗坏血酸等干扰物，回收率仍保持98.2%-102.4%。这得益于1,5-NDS配体磺酸基团与血清蛋白的特异性排斥作用，犹如为FA检测构建了"分子护城河"。

Conclusions

这两款"智能"CPs传感器不仅突破了传统FA检测方法的成本瓶颈（每次检测成本<0.1美元），其模块化设计更为其他维生素检测提供了新范式。特别值得一提的是，PMMA薄膜传感器在紫外灯下呈现从亮蓝到无色的渐变响应，让复杂的分子识别过程变得"肉眼可见"。