双响应丹磺酰-萘酰亚胺系统：Hg(II)的荧光增强检测与配体介导的Cu(II)还原及其催化应用

研究人员设计了一系列萘酰亚胺衍生物配体，通过整合丹磺酰基团实现分子内电子转移，构建了非氧化还原惰性双元系统。该研究解决了Hg(II)和Cu(II)选择性检测难题，发现Hg(II)通过罕见的螯合增强荧光(CHEF)机制被检测，而Cu(II)则通过配体-金属电子转移被还原为Cu(I)，并通过EPR和XPS证实。这一发现为双模式离子传感和氧化还原响应催化提供了新平台。

　　

在环境监测和生物医学领域，重金属离子的选择性检测一直是个重大挑战。汞(Hg²⁺)因其高毒性备受关注，而铜(Cu²⁺)作为人体第三丰富的金属离子，其失衡与神经退行性疾病密切相关。传统荧光探针面临两大困境：Hg²⁺的重原子效应通常导致荧光猝灭，而Cu²⁺的顺磁性也使其检测灵敏度受限。

针对这一难题，葡萄牙新里斯本大学（NOVA School of Science and Technology, Universidade NOVA de Lisboa）的Frederico Duarte团队创新性地设计了一系列萘酰亚胺衍生物配体。研究人员巧妙地将丹磺酰(dansyl)基团引入萘酰亚胺骨架，构建了具有分子内电子转移特性的双元系统。这项发表在《Dyes and Pigments》的研究，不仅实现了Hg²⁺的"turn-on"型检测，还揭示了配体介导的Cu²⁺还原新机制。

研究团队主要采用紫外-可见光谱和荧光光谱分析光物理性质，通过Kamlet-Taft方程评估溶剂化效应。电子顺磁共振(EPR)和X射线光电子能谱(XPS)用于阐明铜的氧化态变化，电喷雾电离高分辨质谱(ESI-HRMS)则追踪溶液中的复合物形成。

在"2.1.合成"部分，研究人员通过多步反应成功制备了四个目标化合物(L1-L4)，其中L1和L3含有丹磺酰单元。X射线晶体学确认了其分子结构，为后续性质研究奠定基础。"2.2.光物理表征"显示，这些化合物在溶液和固态均表现出荧光特性，量子产率最高达69%，且具有明显的溶剂化显色效应。

关键的"2.3.金属离子传感"实验发现，含丹磺酰的L1和L3对Hg²⁺表现出罕见的螯合增强荧光(CHEF)效应，量子产率从7.5%提升至24.6%。而Cu²⁺则引发了明显的颜色变化，溶液由黄色变为粉红色。通过"2.6.表征L1和L3与Hg²⁺和Cu²⁺的复合物"，研究人员发现Cu²⁺被还原为Cu⁺，这一现象在"2.7.L1与Cu²⁺相互作用机制研究"中得到EPR和XPS的确证。

这项研究的创新之处在于：首先，突破了Hg²⁺检测中重原子效应的限制，实现了荧光增强响应；其次，发现了配体介导的Cu²⁺还原新机制；最后，通过引入碘苯基作为催化底物探针，证明了这些配体在催化反应中的潜在应用价值。这些发现不仅为重金属检测提供了新思路，也为设计氧化还原响应的催化系统开辟了新途径。