综述：# N-糖基缀合探针在化学传感中的综述

《Carbohydrate Research》：An Account on N-Glycoconjugated Probes in Chemosensing

　　**摘要**- 综述了基于*N*-糖缀合物的化学传感器对多种分析物的识别。- 突出了化学传感中的传感机制、应用及配体工程策略。- 提供了现有基于*N*-糖缀合物的化学传感器的关键局限性和挑战的比较。**引言**工业化的快速发展、电子设备的使用以及人为活动导致环境中重金属离子、农药、挥发性有机化合物和爆炸物的污染，严重影响了生物生态系统。因此，检测和定量这些污染物对于将它们转化为无害产品至关重要。在这一方向上，研究人员已采用多种分析方法，如原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱、质谱、原子发射光谱和光度法来检测这些污染物。大多数这些技术既能定性又能定量检测分析物，但它们需要高昂的检测成本、更长的时间和繁复的操作过程。化学传感在现代科学中发挥着至关重要的作用，通过快速、灵敏、经济且易于使用的实时检测能力，使化学传感器广泛应用于环境监测、食品安全、爆炸物检测等领域。它通过非共价键合与分析物相互作用，导致颜色、电导率、吸光度、荧光等发生变化。为了实现这一目标，设计并开发了多种受体，包括金属有机框架、共价有机框架、多孔有机聚合物、纳米材料和功能化有机分子。化学传感器有助于疾病早期诊断、确保食品安全，并通过监测污染物和有害物质来增强工业安全。天然多糖，如几丁质、壳聚糖、淀粉、藻酸和卡拉胶基分子，已被探索用于食品包装中的光学传感器、生物传感和金属离子传感。此外，碳水化合物可作为各种分子识别过程的关键元素，包括细菌和病毒感染以及炎症中的细胞黏附。受这些事实启发，研究人员正在开发适合选择性分子识别的糖衍生物。此类情况下的客体感知主要通过氢键相互作用实现，并进一步受到尺寸特异性参数的影响。糖科学领域的发展推动了广泛结构修饰的发展，使这类衍生物能够在各种应用中得以利用。这些修饰通常涉及对羟基的选择性保护，以简化相互作用的复杂性。此外，糖衍生物可用于改变立体特异性和溶解性，并可诱导独特的光谱信号。其中，*N*-糖苷、氨基糖、三唑缀合物及其他*N*-糖缀合物已被广泛研究。*N*-功能化的关键优势之一是增强其金属螯合能力及与多种分析物的相互作用。这些特性在分子传感和配位化学中具有重要价值，随后在催化领域也有应用。此外，*N*-糖基化与疏水性生物活性支架的结合不仅增强了其在生物流体中的溶解度，还优化了亲水性，促进了与生物系统的更好相互作用。此类传感材料的生成已成为诊断、环境监测和生物分析应用中的有前景的候选者。Atta及其同事综述了基于碳水化合物的荧光和显色传感器对铜离子的识别，而其他综述则涉及了用于生物靶标检测的多糖基传感器和纳米传感器、用于食品包装应用的多糖基生物传感器，以及用于金属离子传感的三唑和氨基/亚氨基功能化碳水化合物锚定的配体。这些综述为碳水化合物基系统的设计和传感行为提供了宝贵的见解，其范围主要集中在食品包装和生物传感等特定应用或金属离子识别上。相比之下，本综述侧重于*N*-糖缀合物基分子的应用，强调其在各种分析物如金属离子、阴离子、含氮爆炸物、氨基酸等的化学传感中的应用。化学传感中涉及的机制包括顺磁性金属离子诱导的猝灭效应，以及与受体的络合可能导致"开启"信号。此外，信号调控包括光诱导电子转移、分子内电荷转移、激基缔合物形成、激发态分子内质子转移和C=N异构化等。**章节摘要**### 金属离子传感**铜/铜离子传感。** 铜是动植物体的必需元素，在生物、环境和化学系统领域中发挥着关键作用。除铁和锌外，铜是人体中含量第三丰富的3d族元素。它作为多种金属酶的 crucial 催化辅因子，如超氧化物歧化酶、细胞色素c氧化酶和酪氨酸酶。受控量的铜调节多种生物过程；然而，### 结论与未来展望总之，基于*N*-糖缀合物的探针在化学传感器领域取得了重大进展。这些探针的合成和应用在检测和识别各种阳离子和阴离子方面展现了显著的潜力，为离子分析提供了有价值的工具。这些化学传感器通过各种独特的传感过程，包括激基缔合物、激发态分子内质子转移、光诱导电子转移、分子内电荷转移和化学增强荧光，展示了离子的结合/相互作用。尽管### 利益冲突声明作者没有利益冲突需要声明。### 数据可用性声明本文章不适用数据共享，因为本研究中未创建或分析任何新数据。### 作者贡献声明**Parmeshthi Parikh：** 撰写——初稿，可视化，方法论，数据整理，概念构思。**Vandana Vandana：** 数据整理。**Anuvasita Parikh：** 撰写——初稿，可视化，方法论，数据整理，概念构思。**Ajay Kumar Sah：** 撰写——审阅与编辑，验证，监督，资源，项目管理，资金获取。### 声明我们，作者，声明如下：- 本手稿中描述的工作是原创的，且此前未发表。- 本手稿未在其他地方接受出版考虑。- 其出版已获得所有作者及工作所在地点的相关主管部门的明确或默示批准。- 如被接收，未经版权持有人书面同意，不会以相同形式、以英文或任何其他语言、包括电子形式在其他地方发表。### 利益冲突声明作者没有利益冲突需要声明。### 4. 致谢作者衷心感谢BITS Pilani, Pilani校区提供的研究基础设施和资源。对于因来源限制而产生的任何潜在遗漏，特此充分说明并深表歉意。**Parmeshthi Parikh | Anuvasita Parikh | Vandana | Ajay K. Sah**