基于铽大环化合物的荧光增强探针：实现硫(S2-)和锌(Zn2+)离子的选择性定量检测及其生物环境应用

本文设计合成了一种新型希夫碱大环单核铽配合物Tb-2l，通过多通道荧光响应实现了对S2-和Zn2+的高选择性、高灵敏度实时检测。该探针结合智能手机RGB分析技术，为环境水体中无机离子的现场监测提供了创新解决方案，在生物医学诊断与工业安全领域具有显著应用潜力。

　　

Highlight

Chemicals

2-(2-溴苯基)乙胺（98%）、1,2-双(2-氨基乙氧基)乙胺（98%）和六水合硝酸铽（Tb(NO₃)₃·6H₂O，99.9%）购自中国能源化学试剂公司。所有无机盐和有机溶剂由上海阿拉丁公司提供。超纯水（18 MΩ·cm^-1）由Milli-Q Biocel系统制备。所有化学品直接使用无需纯化。

Apparatuses

碳、氢、氮元素分析结果通过珀金埃尔默1400C分析仪获得。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）使用Nicolet iS50光谱仪采集……（注：此处因原文设备描述截断，保留基础信息）

Characterizations of the terbium-macrocycle complex Tb-2_l

基于已有验证方案[21,48,50]，本研究通过模板辅助环缩合反应构建了单核铽大环配合物Tb-2_l（Scheme 1）。其晶体X射线衍射分析（表S1）精确揭示了分子结构：每个不对称单元包含一个[1+1]希夫碱大环H₂L2_l、一个中心Tb³⁺离子和两个轴向硝酸配体（图1）。该结构呈现……（注：此处因原文描述截断，保留核心表征结论）

Conclusions

总而言之，我们设计并合成了单核希夫碱大环铽(III)配合物Tb-2_l，将其作为荧光探针用于溶液中常见阴离子和阳离子的多重分析检测。该配合物基于S^2-和Zn²⁺在543 nm和451 nm发射峰上显著的荧光增强效应，展现出实时、选择性、灵敏且定量的检测能力。通过主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）方法，Tb-2_l进一步实现了对13种阴离子和16种阳离子的高通量区分，尤其对多组离子类似物展现出卓越的辨别性能。结合智能手机APP提取的RGB值，建立了便捷的现场检测技术，即使在实际环境水样中也能有效应用。本研究不仅深化了对镧系功能材料与发光机制的理解，更为无机离子检测提供了可靠的分析工具，展现出跨领域应用的巨大潜力。