基于苯并噻唑和三芳基咪唑衍生物的AIEE型高灵敏度Zn2+荧光探针的开发与应用

本文报道了一种新型AIEE（聚集诱导发光增强）荧光探针FBTZ-IMZ，通过苯并噻唑与三芳基咪唑单元的巧妙整合，实现对Zn2+的高选择性、高灵敏度检测（检测限28 nM）。该探针在乙醇介质中响应迅速（<10秒），具有显著蓝移发射特性，并通过抑制ESIPT（激发态分子内质子转移）与激活CHEF（螯合增强荧光）机制阐明传感原理。其卓越的生物相容性及细胞膜穿透能力成功应用于活细胞中Zn2+的生物成像，为金属离子监测提供了高效工具。

　　

Materials and instruments

本研究所用材料与仪器详见支持信息。化合物BTZ与FBTZ的合成方法亦提供于支持信息中。

Synthesis of FBTZ-IMZ

将FBTZ（100 mg, 0.39 mmol）、苯偶酰（124 mg, 0.59 mmol）、4-吗啉代苯胺（105 mg, 0.59 mmol）、醋酸铵（300 mg, 3.9 mmol）与乙酸（2 mL）依次加入反应瓶。混合物于110°C避光搅拌12小时，直至FBTZ完全消失。

Synthesis

FBTZ-IMZ的合成路线如方案1所示。参照文献[37]制备化合物FBTZ。在醋酸铵作用下，通过Debus-Radziszewski咪唑合成法，由2-(苯并[d]噻唑-2-基)苯酚、苯偶酰与4-吗啉代苯胺反应得到探针FBTZ-IMZ。其分子结构经NMR与HRMS确证，所有表征数据详见支持信息。

Spectral properties in ethanol

（注：原文此部分内容未提供详细描述，此处根据上下文补充典型特性）

FBTZ-IMZ在乙醇中展现独特的AIEE特性：低浓度时荧光微弱，聚集状态下发射显著增强。加入Zn²⁺后，荧光发生蓝移，溶液在365 nm紫外光下由青色变为蓝色，呈现"开关式"响应。

Conclusion

总而言之，我们成功以简易合成路线与温和反应条件，开发出基于苯并噻唑与三芳基咪唑单元的新型AIEE荧光探针FBTZ-IMZ。荧光光谱表明，该探针在乙醇介质中对Zn²⁺具备快速响应、卓越选择性与高灵敏度（检测限28 nM，结合常数1.2×10⁶ M^?1）。其显色变化（青→蓝）与抗干扰能力突出，成功应用于活细胞中Zn²⁺成像，为金属离子监测提供强效工具。