香豆素類熒光傳感器檢測(cè)金屬離子的研究進(jìn)展

舒杰明，高云玲，姚克儉，胡穎

（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，浙江 杭州 310014）

香豆素類熒光傳感器檢測(cè)金屬離子的研究進(jìn)展

舒杰明，高云玲，姚克儉，胡穎

（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，浙江 杭州 310014）

金屬離子對(duì)自然環(huán)境和生物體的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的影響，因此對(duì)環(huán)境中及生物體內(nèi)的金屬離子的識(shí)別和檢測(cè)正日益受到人們廣泛的關(guān)注。在不同的分析方法中，熒光分析法具有靈敏度高、選擇性好和實(shí)時(shí)原位檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境中和生物體內(nèi)金屬離子識(shí)別和檢測(cè)的良好工具。本文綜述了近5年來(lái)香豆素類熒光傳感器對(duì)一些重金屬離子（Hg2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Ag+）和一些具有重要生物學(xué)意義的過(guò)渡金屬離子（Cu2+、Zn2+、Fe3+）的識(shí)別與檢測(cè)及其應(yīng)用進(jìn)展情況，著重介紹了傳感器分子的設(shè)計(jì)合成、識(shí)別機(jī)理、傳感特性及其在環(huán)境分析和生物檢測(cè)中的應(yīng)用。隨著金屬離子檢測(cè)要求的提高，未來(lái)香豆素類熒光傳感器的設(shè)計(jì)將向著靈敏度更高、選擇性更好、抗干擾性能更強(qiáng)的方向發(fā)展。此外，香豆素類傳感器在生物檢測(cè)中的應(yīng)用研究有望得到進(jìn)一步發(fā)展。

香豆素；傳感器；選擇性；配合物

汞、鉛、鎘等重金屬毒性強(qiáng)、難降解，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境中的水體和土壤造成嚴(yán)重污染；在植物體內(nèi)積累，并通過(guò)食物鏈進(jìn)入動(dòng)物和人體內(nèi)，導(dǎo)致各種疾病，對(duì)人類的健康產(chǎn)生不可忽視的影響。在適量的條件下，銅、鋅、鐵等過(guò)渡金屬對(duì)生物體的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程具有重要作用，但缺少或過(guò)量也會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生危害。因此，識(shí)別和檢測(cè)環(huán)境中以及生物體內(nèi)的這些金屬離子受到人們?nèi)找鎻V泛的關(guān)注。熒光傳感器能將分子識(shí)別信號(hào)轉(zhuǎn)化為可供測(cè)量的熒光信號(hào)，具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)以及實(shí)時(shí)原位檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。

香豆素類熒光團(tuán)具有熒光量子產(chǎn)率高、stocks位移大，光化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在熒光傳感器的設(shè)計(jì)中備受人們的青睞。

1 熒光傳感器的設(shè)計(jì)及傳感機(jī)理

熒光傳感器可分為兩類[1]：一類是化學(xué)反應(yīng)型傳感器，這類傳感器通過(guò)與分析物發(fā)生特異的化學(xué)反應(yīng)，引起熒光信號(hào)變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分析物的檢測(cè)；另一類是絡(luò)合型傳感器，這類傳感器通過(guò)離子絡(luò)合作用引起熒光信號(hào)變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分析物的檢測(cè)。熒光傳感器主要由熒光團(tuán)、連接基和接受基團(tuán)三部分構(gòu)成（圖1）。當(dāng)分析物與接受基團(tuán)結(jié)合后，導(dǎo)致傳感分子的光物理性質(zhì)發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為熒光團(tuán)熒光的增強(qiáng)或淬滅，或者光譜位移。熒光傳感器的設(shè)計(jì)一方面要求設(shè)計(jì)的分子中包含能與特定分析物選擇性相互作用的接受基團(tuán)，另一方面要求分子中包含能將識(shí)別信息轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的熒光信號(hào)的報(bào)告基團(tuán)。接受基團(tuán)的設(shè)計(jì)是傳感器研究中的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到傳感器的識(shí)別性能。根據(jù)被分析物的特性，如金屬離子的直徑、電荷密度、配位數(shù)等，選擇合理的接受基團(tuán)是關(guān)鍵。常見(jiàn)的陽(yáng)離子識(shí)別基團(tuán)有冠醚、吡啶、環(huán)芳烴、多胺類、含有中心原子氮或硫的配體等。對(duì)于熒光團(tuán)的選擇，要求其具有良好的光物理和光化學(xué)性能。文獻(xiàn)中報(bào)道的熒光團(tuán)常見(jiàn)的有羅丹明、熒光素、芘、蒽、萘酰亞胺、香豆素和BODIPY等。熒光傳感器識(shí)別的熒光響應(yīng)機(jī)理[2]主要涉及光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PET）、分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）、熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）以及形成激基締合物等。

圖1 熒光傳感器工作原理示意圖

2 香豆素類金屬離子熒光傳感器

2.1 香豆素類Hg2+熒光傳感器

金屬汞在自然界中以單質(zhì)汞、各種有機(jī)汞和無(wú)機(jī)汞的形式存在。其中，由水體微生物代謝產(chǎn)生的甲基汞和非生命形式產(chǎn)生的無(wú)機(jī)汞具有高毒性和易于在生物體內(nèi)積累的特點(diǎn)。汞中毒會(huì)引起諸如癌癥、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等疾病，其對(duì)人類健康的影響受到人們的極大關(guān)注。因此，對(duì)Hg2+的檢測(cè)具有重要意義。近年，香豆素類熒光傳感器對(duì)水體中及生物體內(nèi)Hg2+的檢測(cè)是人們研究的熱點(diǎn)。

香豆素類化學(xué)反應(yīng)型Hg2+傳感器是近年研究的熱門課題[3-10]。這類傳感器通過(guò)與Hg2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)熒光信號(hào)的變化，是今后開(kāi)發(fā)研究高靈敏度Hg2+傳感器的重要方法。

2009年，Kim和Lee等[3-4]設(shè)計(jì)了傳感器1（下文簡(jiǎn)稱1，下同）和2。在乙醇水溶液（30∶70，體積比，下同）中，化合物1分子中的硫縮醛與Hg2+發(fā)生脫硫作用，硫縮醛基團(tuán)水解為醛基，引起熒光淬滅，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg2+的選擇性檢測(cè)。此外，1能成功實(shí)現(xiàn)對(duì)人體血漿中Hg2+的檢測(cè)；而2在對(duì)Hg2+的檢測(cè)過(guò)程中，Hg2+充當(dāng)催化劑，促進(jìn)傳感器分子上的炔烴基和水發(fā)生反應(yīng)生成酮基，使香豆素HOMO（最高占據(jù)軌道）上的電子向酮基上的LUMO（最低未占軌道）進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移，從而引起熒光淬滅。2對(duì)Hg2+的響應(yīng)下限為1.2μmol/L，在紫外光下可用肉眼分辨出傳感器對(duì)Hg2+的熒光淬滅效果。

與1、2相比，Cho等[5]合成的傳感器3是熒光增強(qiáng)型傳感器，它是基于：傳感分子在Hg2+作用下發(fā)生水解，生成具有強(qiáng)烈熒光的香豆素衍生物3-1（圖2），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg2+的熒光增強(qiáng)檢測(cè)，與Hg2+的結(jié)合比例為1∶1。

Ma等[7]報(bào)道了熒光增強(qiáng)型Hg2+探針4。在乙腈水溶（30∶70，pH=7.0）中，Hg2+能夠誘導(dǎo)探針4脫硫，形成1,3,4-二唑，使原先的氨基硫脲基團(tuán)由供電子基團(tuán)變?yōu)槲娮踊鶊F(tuán)。熒光分子的共軛體系得到了增強(qiáng)，熒光光譜發(fā)生紅移，吸收強(qiáng)度增大。該探針對(duì)Hg2+的識(shí)別具有靈敏度高和選擇性好的特點(diǎn)。

Chen等[9]設(shè)計(jì)了反應(yīng)型熒光傳感器5，該傳感器基于Hg2+脫硫作用原理實(shí)現(xiàn)Hg2+的檢測(cè)，檢測(cè)限為2.6μmol/L，其反應(yīng)機(jī)理如圖3所示。

圖2 Hg2+熒光傳感器1～4

圖3 傳感器5與Hg2+的反應(yīng)機(jī)理[9]

Ma等[6]基于香豆素和羅丹明熒光團(tuán)設(shè)計(jì)了傳感器6。傳感器6～9見(jiàn)圖4。Hg2+與傳感器結(jié)合后能夠引起羅丹明上的內(nèi)酰胺發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)。傳感器分子因香豆素和羅丹明間的PET過(guò)程受到抑制而使熒光增強(qiáng)，同時(shí)傳感器的顏色發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg2+的快速定性定量檢測(cè)。線性檢測(cè)范圍為8.0× 10-8～1.0×10-5mol/L，檢測(cè)下限達(dá)到4nmol/L。該傳感器實(shí)現(xiàn)了自來(lái)水和河水中Hg2+的分析，結(jié)果令人滿意。

熒光比率傳感器利用兩個(gè)特定波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度比值變化作為信號(hào)，對(duì)外部環(huán)境的干擾具有內(nèi)置的校正作用，提高了探針定量檢測(cè)的準(zhǔn)確性[11]。

傳感器7和8[8，10]都是反應(yīng)型的比率Hg2+傳感器。傳感器7對(duì)Hg2+的檢測(cè)是通過(guò)共軛鍵能量轉(zhuǎn)移（through-bond energy transfer，TBET）機(jī)理實(shí)現(xiàn)的，與熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）傳感器相比，TBET傳感器對(duì)電子給體基團(tuán)和受體基團(tuán)的發(fā)射光譜沒(méi)有重疊的要求，并且有更高效的能量轉(zhuǎn)移效率。因此，TBET的傳感機(jī)理為比率傳感器的設(shè)計(jì)提供了更廣闊的空間。通過(guò)Hg2+促進(jìn)脫硫作用，化合物7結(jié)構(gòu)中的香豆素基團(tuán)和羅丹明基團(tuán)間開(kāi)啟高效的能量轉(zhuǎn)移（TBET）進(jìn)程，使香豆素基團(tuán)在470nm處的熒光強(qiáng)度減小，而羅丹明基團(tuán)在580nm處的熒光強(qiáng)度增大。傳感器7對(duì)Hg2+表現(xiàn)出高靈敏性，線性檢測(cè)范圍為2.0×10-8～3.0×10-5mol/L，檢測(cè)限達(dá)到了7nmol/L。此傳感器也被應(yīng)用于生物細(xì)胞內(nèi)Hg2+的成像和實(shí)際水樣中Hg2+的檢測(cè)，取得了滿意的效果。傳感器8與7結(jié)構(gòu)相似，與Hg2+反應(yīng)機(jī)制相同，但檢測(cè)機(jī)理為熒光共振能量轉(zhuǎn)移。在Hg2+促進(jìn)脫硫作用下，傳感器8的香豆素基團(tuán)在467nm的發(fā)射峰熒光強(qiáng)度減小，而羅丹明基團(tuán)在590nm的發(fā)射峰熒光強(qiáng)度增大，熒光顏色由綠變紅。且傳感器對(duì)Hg2+的檢測(cè)幾乎不受其他金屬離子的影響，表現(xiàn)了良好的選擇性。另外，該傳感器還被成功地應(yīng)用于A375細(xì)胞內(nèi)Hg2+的檢測(cè)。

圖4 Hg2+熒光傳感器6～9

另一類近年報(bào)道較多的香豆素類Hg2+熒光傳感器是“turn-on”（開(kāi)啟）型或“turn-off”（關(guān)閉）型傳感器[12-15]。

9～11都是基于PET機(jī)理的Hg2+熒光傳感器。Voutsadaki等[12]以香豆素為熒光團(tuán)，以雜冠醚為識(shí)別基團(tuán)設(shè)計(jì)了“turn-on”型傳感器9。該傳感器水溶性好，能夠在純水溶液中選擇性識(shí)別Hg2+，解離常數(shù)為13.1μmol/L。Guha等[13]將香草醛連接到含氮香豆素上，設(shè)計(jì)了傳感器10。傳感器10檢測(cè)Hg2+的機(jī)理如圖5所示，兩個(gè)傳感分子與一個(gè)Hg2+絡(luò)合后，香草醛基團(tuán)的旋轉(zhuǎn)受到限制，其氮和氧原子上的電子向香豆素基團(tuán)進(jìn)行的PET進(jìn)程被阻止，從而導(dǎo)致熒光增強(qiáng)。結(jié)合常數(shù)為2.2×105(mol/L)-1/2，檢測(cè)限為1.25μmol/L。Garcia-Beltran等[14]開(kāi)發(fā)的傳感器11是一種新型的“turn-off”型傳感探針。在pH=7.4的緩沖液中，該探針與Hg2+絡(luò)合后在460nm處發(fā)生熒光淬滅。而且Hg2+的濃度與熒光淬滅程度呈線性關(guān)系，相關(guān)性高達(dá)0.9916。競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)表明該探針對(duì)Hg2+具有良好的選擇性，并成功地實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)Hg2+的成像檢測(cè)（圖6）。

Ho等[15]設(shè)計(jì)合成了三唑基香豆素衍生物熒光傳感器12和13（圖7）。在甲醇-氯仿溶劑（體積比9∶1）中，兩分子化合物12選擇性地結(jié)合一分子Hg2+，結(jié)合常數(shù)為6.94×107(mol/L)-2，檢測(cè)限為2.00×10-7mol/L。研究表明，在化合物12中參與絡(luò)合的原子是三唑基上2，3位上的氮原子。而乙酰基和4-異丁基苯乙醚上的兩個(gè)氧原子對(duì)絡(luò)合產(chǎn)生了協(xié)助作用。與12相比，化合物13在三唑基的4位上用芐基取代了含氧原子的4-異丁基甲醚基團(tuán)。12以1∶1的比例選擇性結(jié)合Hg2+。在相同條件下，與Hg2+絡(luò)合后，傳感器13比12熒光增強(qiáng)程度更大。這主要是Hg2+一般情況下能通過(guò)自旋軌道耦合淬滅熒光，12結(jié)合兩個(gè)Hg2+可能會(huì)使熒光增強(qiáng)程度減??；另外，12中的鍵合基團(tuán)更具柔韌性，更易通過(guò)非輻射形式減弱熒光。傳感器13與Hg2+的結(jié)合常數(shù)為7.44×104(mol/L)-1，檢測(cè)限為3.15×10-7mol/L。

2.2 香豆素類Pb2+熒光傳感器

鉛是最豐富的重金屬，對(duì)環(huán)境和人類健康有重要影響。鉛中毒的來(lái)源主要有含鉛油漆、含鉛汽油以及受到鉛污染的土壤等，能引發(fā)消化系統(tǒng)、腎臟系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病。因此，對(duì)鉛離子的識(shí)別和檢測(cè)得到人們的關(guān)注。

圖5 熒光傳感器10與Hg2+的作用機(jī)理示意圖[12]

圖6 人體腫瘤細(xì)胞內(nèi)加入傳感器11（左）及再加入Hg2+（右）后的熒光照片[14]

圖7 Hg2+熒光傳感器11～13

Roussakis等[16]分別將苯并咪唑、苯并噻唑和苯并唑與香豆素基團(tuán)相連，設(shè)計(jì)合成了Pb2+熒光探針14～16。這些探針熒光特性相似，對(duì)Pb2+有著良好的親和性。探針14～16與Pb2+結(jié)合后，激發(fā)光譜在401nm處熒光增強(qiáng)，而在470nm處熒光下降。但其他常見(jiàn)金屬卻沒(méi)有明顯引起探針在401nm和470nm處熒光強(qiáng)度的比率變化，這說(shuō)明探針能以比率特性區(qū)分Pb2+和其他常見(jiàn)金屬離子。另外，探針14～16滿足細(xì)胞內(nèi)Pb2+的檢測(cè)條件，具有檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)Pb2+的潛力。探針14～16與Pb2+結(jié)合前后的熒光性質(zhì)及解離常數(shù)見(jiàn)表1。傳感器14～19結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖8。

表1 探針14～16與Pb2+結(jié)合前后的熒光性質(zhì)

2.3 香豆素類Cd2+熒光傳感器

鎘是一種高毒性的重金屬，是環(huán)境污染物之一。鎘通過(guò)被染污的食物、飲用水和煙草等進(jìn)入人體，會(huì)對(duì)人的腎臟、肝臟、腸胃、大腦及骨骼等器官和組織造成損傷。因此，研究能檢測(cè)出環(huán)境和生物組織中的鎘離子的熒光傳感器意義重大。

Swamy等[17]通過(guò)在7-羥基香豆素的不同位置引入不同的配位基團(tuán)設(shè)計(jì)合成了Cd2+傳感器17～19。在DMSO-HEPES（0.02mol/L，1∶99， pH=7.4）水溶液中，Cd2+能與傳感器17～19絡(luò)合形成配位復(fù)合物，使傳感器的熒光大幅增強(qiáng)。Cd2+與傳感器17～19的絡(luò)合常數(shù)分別是1.7×104L/mol、2×105L/mol和1.4×105(mol/L)-1。同時(shí)，傳感器17～19也是Zn2+傳感器，其中傳感器17對(duì)Zn2+的選擇性比對(duì)Cd2+選擇性要好，而傳感器18、19對(duì)Zn2+的選擇性雖然優(yōu)于對(duì)Cd2+的選擇性，但并不明顯。

Cd2+傳感器的優(yōu)劣要看其能否實(shí)現(xiàn)對(duì)Cd2+和Zn2+的區(qū)分。Sumiya等[18]設(shè)計(jì)的傳感器20同樣是Zn2+和Cd2+傳感器，但其能從Zn2+中區(qū)分出Cd2+。在HEPES（100mmol/L，pH=7.3）水溶液中，傳感器對(duì)Zn2+和Cd2+在波長(zhǎng)437nm和386nm處分別表現(xiàn)出選擇性熒光增強(qiáng)。如圖9所示，Zn2+和Cd2+都與兩個(gè)吡啶上的N、胺上的N和酰胺上的O絡(luò)合形成1∶1的結(jié)構(gòu)，但Zn2+還與OH-配位，這導(dǎo)致了其π軌道上的電子向香豆素基團(tuán)轉(zhuǎn)移，增加了香豆素基團(tuán)上的電子密度，使其發(fā)射波長(zhǎng)增大。

傳感器17～20能同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種金屬離子的識(shí)別，這在很大程度上增加了傳感器的使用價(jià)值，但進(jìn)一步發(fā)展此類傳感器需要克服選擇性和抗干擾性差的問(wèn)題。

圖8 Pb2+熒光傳感器14～16 和Cd2+熒光傳感器17～19

Taki等[19]開(kāi)發(fā)了Cd2+比率傳感器21。比率傳感器能克服抗干擾差的問(wèn)題。在HEPES水溶液中，傳感器對(duì)Cd2+具有高親和性，與Cd2+結(jié)合后在333nm和356nm處的熒光強(qiáng)度比率增大，能夠?qū)崿F(xiàn)從其他過(guò)渡金屬離子中區(qū)分出Cd2+，對(duì)Cd2+表現(xiàn)出了良好的選擇性。該傳感器的細(xì)胞兼容性好，能夠?qū)ι锛?xì)胞中的Cd2+進(jìn)行定性和定量檢測(cè)（圖10）。

2.4 香豆素類Ni2+熒光傳感器

鎳是生物系統(tǒng)中不可或缺的微量元素之一，在呼吸作用、生物合成和新陳代謝中發(fā)揮著重要作用。然而鎳也是一種有毒的工業(yè)污染物，會(huì)對(duì)人體造成呼吸系統(tǒng)損傷，誘發(fā)過(guò)敏癥和癌癥。利用傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)鎳離子的選擇性識(shí)別和檢測(cè)對(duì)環(huán)境評(píng)價(jià)和臨床分析具有重要意義。

2009年，Wang等[20]設(shè)計(jì)合成了包含香豆素?zé)晒鈭F(tuán)的聚合物型熒光傳感器22。傳感器22～24結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖11。在中性水溶液中，傳感器與Ni2+作用后熒光增強(qiáng)，對(duì)Ni2+的濃度響應(yīng)范圍為6.67×10-6～5.33×10-5mol/L。傳感器的檢測(cè)機(jī)理主要是哌嗪環(huán)上的兩個(gè)N原子與Ni2+發(fā)生絡(luò)合作用，減弱了其向香豆素基團(tuán)的供電子能力，從而使熒光增強(qiáng)。該聚合物傳感器在靈敏性和選擇性方面還需進(jìn)一步改善。

2011年，Rakesh等[21]首次報(bào)道了香豆素型Ni2+比色傳感器23。在乙醇水溶液中，23與Ni2+絡(luò)合后在270nm和372nm處的紫外吸收峰減弱，而在508nm處產(chǎn)生新的吸收峰。23與Ni2+絡(luò)合后，發(fā)生了配體向金屬的電荷轉(zhuǎn)移（MLCT），在508nm處產(chǎn)生新的吸收峰，從而導(dǎo)致顏色改變。23與Ni2+以2∶1進(jìn)行絡(luò)合，結(jié)合常數(shù)為8.6×109(mol/L)-2。

2012年，Wang等[22]開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單、輕便、基于香豆素席夫堿化合物的Ni2+比色傳感器24。將Ni2+添加到24的乙腈溶液中，可以明顯地觀察到溶液的顏色迅速由黃變紅。傳感器與Ni2+結(jié)合后，在465nm處的紫外吸收峰減弱，而在486nm和516nm處產(chǎn)生新的吸收峰，因此顏色發(fā)生改變。在1∶1的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算得出傳感器與Ni2+的結(jié)合常數(shù)為2.9×104(mol/L)-1。

2.5 香豆素類Ag+熒光傳感器

圖9 熒光傳感器20與Zn2+和Cd2+的絡(luò)合模型[18]

圖10 比率傳感器21及其應(yīng)用于Hela細(xì)胞內(nèi)Cd2+檢測(cè)的熒光照片[19]

圖11 Ni2+熒光傳感器22～24

圖12 Ag+熒光傳感器25和26

銀是人體內(nèi)的微量元素之一。銀廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、攝影、電子等工業(yè)中。高濃度的銀離子會(huì)對(duì)環(huán)境中的生物產(chǎn)生危害[23]，用傳感器檢測(cè)環(huán)境中的銀離子引起了人們的興趣。

2008年，Wang等[24]合成了香豆素類“turn-off”型Ag+傳感器25。傳感器25和26結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖12。傳感器與Ag+以1∶1結(jié)合后，熒光淬滅達(dá)到18倍，而其他金屬離子對(duì)傳感器熒光幾乎無(wú)影響，這表明傳感器對(duì)Ag+有良好的選擇性。傳感器與Ag+結(jié)合導(dǎo)致熒光團(tuán)和配位基之間的PET進(jìn)程開(kāi)啟，使熒光發(fā)生淬滅。傳感器與Ag+間的解離常數(shù)為5.9×10-6mol/L。

2011年，Huang等[25]將含Se2N的螯合基團(tuán)連接到香豆素基團(tuán)上，設(shè)計(jì)合成了熒光增強(qiáng)型銀離子傳感器26。在乙醇水溶液（1∶1）中，26對(duì)Ag+表現(xiàn)出高靈敏性和選擇性。傳感器與銀離子以1∶1結(jié)合后，配位基團(tuán)上的電子向香豆素基團(tuán)轉(zhuǎn)移的PET進(jìn)程受到阻止，從而熒光增強(qiáng)。結(jié)合常數(shù)達(dá)到了1.61×108(mol/L)-1，檢測(cè)限為5.2×10-8mol/L。

2.6 香豆素類Cu2+熒光傳感器

銅是人體中不可或缺的微量元素，在許多生命進(jìn)程中扮演著重要角色，如銅離子可作為許多不同金屬酶的催化輔因子[26]。人體內(nèi)銅一旦缺乏或過(guò)量就會(huì)造成生長(zhǎng)和代謝紊亂，導(dǎo)致諸如老年癡呆癥和帕金森綜合癥等神經(jīng)性疾病[27]。高濃度的銅離子也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此，采用熒光傳感器檢測(cè)環(huán)境以及生物體內(nèi)的銅離子在環(huán)境和生命科學(xué)領(lǐng)域有著重要意義。

近年，反應(yīng)型Cu2+傳感器的研究受到很大的關(guān)注[28-30]。這類傳感器制備簡(jiǎn)單、響應(yīng)性和靈敏性好，是今后銅離子傳感器一個(gè)重要的發(fā)展方向。

Kim等[28]設(shè)計(jì)的傳感器27是一種新型Cu2+傳感器。傳感器27～32的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖13。在水溶液中，Cu2+催化腙鍵水解使傳感分子的熒光增強(qiáng)。傳感器對(duì)Cu2+的檢測(cè)不受其他干擾金屬離子的影響，對(duì)Cu2+的選擇性良好，檢測(cè)限為100nmol/L。Zhou等[29]報(bào)道了同樣基于Cu2+催化水解機(jī)理的傳感器28，其檢測(cè)限達(dá)到了35nmol/L。該傳感器被成功地應(yīng)用到了幼馬血清及兩種水樣中Cu2+的檢測(cè)。

另一類反應(yīng)型Cu2+傳感器是基于Cu2+氧化作用而設(shè)計(jì)的。如Li等[30]報(bào)道的傳感器29。在50%乙腈水溶液中，濃度為1μmol/L的弱熒光化合物29能被Cu2+氧化為發(fā)強(qiáng)烈綠色熒光的3-苯并噻唑-7-N,N-二乙基氨基香豆素。傳感器29對(duì)Cu2+表現(xiàn)出高度靈敏性和選擇性。這種由金屬離子促進(jìn)氧化作用實(shí)現(xiàn)熒光信號(hào)的改變?yōu)榻饘匐x子的檢測(cè)提供了一種新的方法。

圖13 Cu2+熒光傳感器27～32

基于Cu2+與熒光探針絡(luò)合的熒光增強(qiáng)型Cu2+傳感器也是近年的發(fā)展趨勢(shì)[31-33]。

Chandrasekhar等[31]設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了傳感器30和31。通過(guò)與Cu2+結(jié)合，傳感器30和31的熒光發(fā)生顯著增強(qiáng)，絡(luò)合常數(shù)分別達(dá)到了1.9×105(mol/L)-1和6.1×104(mol/L)-1。傳感器30和31對(duì)Cu2+具有良好的選擇性。其熒光增強(qiáng)機(jī)理主要是基于Cu2+與傳感器的結(jié)合阻止了傳感器N=C的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化，從而終止了氮孤對(duì)電子的PET進(jìn)程，使熒光增強(qiáng)。這種由含磷化合物作為支撐結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)Cu2+傳感器的方法也為設(shè)計(jì)其他金屬離子傳感器提供了一種思路。

Ko小組[32]根據(jù)其提出的“軌道控制增強(qiáng)熒光(FEOC)”機(jī)理設(shè)計(jì)了傳感器32。在80%乙腈水溶液中，傳感器32與Cu2+作用后熒光顯著增強(qiáng)，對(duì)Cu2+具有很高的選擇性。這是由于32與Cu2+結(jié)合后，結(jié)合位點(diǎn)上氮原子的孤對(duì)電子與Cu2+發(fā)生配位作用，孤對(duì)電子向香豆素基團(tuán)轉(zhuǎn)移的PET進(jìn)程被阻止，從而熒光淬滅進(jìn)程被終止。另外，傳感器與Cu2+結(jié)合后，C=N鍵的異構(gòu)化也能使傳感器的熒光增強(qiáng)，結(jié)合常數(shù)為3.34×104(mol/L)-1。

Jiang等[33]以8-羥基喹啉為離子載體合成了傳感器33。傳感器33～38的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖14。在1%乙腈水溶液中，化合物33與Cu2+形成1∶1絡(luò)合物，熒光增強(qiáng)13倍。絡(luò)合常數(shù)為2.88×104(mol/L)-1，檢測(cè)限為1.16μmol/L。

“turn-off”型Cu2+傳感器相對(duì)于“turn-on”型Cu2+傳感器來(lái)說(shuō)往往在靈敏度和選擇性方面相對(duì)較差，因?yàn)橄馛u2+等順磁性過(guò)渡金屬離子對(duì)熒光具有天然的淬滅作用[34]。但是這類傳感器在生物應(yīng)用研究方面有了一定的進(jìn)展[35-38]。

Jung等[35]設(shè)計(jì)了對(duì)生物體內(nèi)Cu2+具有高效的選擇性和親和性的“turn-off”型傳感器34。傳感器對(duì)Cu2+的絡(luò)合常數(shù)和檢測(cè)限分別是(1.17± 0.29)×105(mol/L)-1和0.5μmol/L。2010年，Ciesienski等[34]合成了新型傳感器35。在10%DMSO水溶液中，傳感器與Cu2+以1∶1的比例絡(luò)合后熒光強(qiáng)度降低了75%。而用紫外線照射后，由于光誘導(dǎo)作用使傳感器分解，破壞了Cu2+的淬滅效應(yīng)，從而熒光得到了2倍的增強(qiáng)。該傳感器雖被用于人體乳腺癌細(xì)胞內(nèi)Cu2+檢測(cè)，但靈敏性有待進(jìn)一步提高。

Helal等[27]和Huang等[36]分別報(bào)道了傳感器36和37。基于噻唑-香豆素設(shè)計(jì)的傳感器36對(duì)Cu2+有高選擇性、高靈敏性，這主要是傳感器與Cu2+的結(jié)合影響了ICT進(jìn)程而引起熒光淬滅。傳感器對(duì)Cu2+的檢測(cè)限達(dá)到了0.04μmol/L，絡(luò)合常數(shù)為2.2 × 106(mol/L)-1。傳感器37在DMSO水溶液（體積比1∶9）中對(duì)Cu2+同樣具有高靈敏度和選擇性。晶體結(jié)構(gòu)分析證明了傳感器與Cu2+的結(jié)合比例為1∶1。密度泛函理論（DFT）計(jì)算闡明了傳感器的熒光淬滅機(jī)制，即傳感器與Cu2+結(jié)合后，熒光分子形成二維共平面結(jié)構(gòu)。此外，傳感器37還被應(yīng)用于HepG2細(xì)胞內(nèi)的Cu2+生物成像研究，如圖15所示。傳感器37對(duì)Cu2+的檢測(cè)限為0.1μmol/L，絡(luò)合常數(shù)為6.4×105(mol/L)-1。

Chen等[37]開(kāi)發(fā)了基于香豆素和喹啉的傳感器38。該傳感器能在pH值為5～11的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)水溶液中Cu2+的選擇性檢測(cè)。傳感器檢測(cè)Cu2+的機(jī)理主要利用了傳感器分子和Cu2+結(jié)合后形成的絡(luò)合軌道促進(jìn)了N原子上的孤對(duì)電子向香豆素基團(tuán)轉(zhuǎn)移的PET進(jìn)程，從而促進(jìn)了熒光淬滅。此外，在活體細(xì)胞中，傳感器對(duì)Cu2+亦有較好的響應(yīng)性，說(shuō)明傳感器在活體細(xì)胞中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

圖14 Cu2+熒光傳感器33～38

圖15 傳感器37對(duì)HepG2細(xì)胞內(nèi)Cu2+成像的熒光照片[36]

Xu等[38]設(shè)計(jì)了高選擇性熒光淬滅型Cu2+傳感器39。傳感器39和40的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖16。39對(duì)Cu2+響應(yīng)迅速，熒光淬滅與Cu2+成線性關(guān)系。在60%甲醇水溶液中，39與Cu2+的解離常數(shù)達(dá)到了0.1 μmol/L。此傳感器對(duì)人體乳腺癌細(xì)胞內(nèi)Cu2+的成像表明它是良好的細(xì)胞內(nèi)Cu2+顯像劑。

2012年，Yuan等[39]以香豆素和羅丹明為熒光團(tuán)，設(shè)計(jì)了基于FRET原理的熒光比率傳感器40。傳感器40在Cu2+的作用下發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，在473nm處的發(fā)射峰減弱，而在481nm處產(chǎn)生新的發(fā)射峰。在0.08～30μmol/L Cu2+的作用下，481nm處與473nm處的熒光強(qiáng)度比率呈線性增長(zhǎng)，從而能實(shí)現(xiàn)Cu2+的定量檢測(cè)。該傳感器不但對(duì)Cu2+具有較高的選擇性和靈敏性，而且對(duì)細(xì)胞具有較好的兼容性。所以，傳感器還被用于海拉細(xì)胞中Cu2+的成像檢測(cè)。

2.7 香豆素類Zn2+熒光傳感器

圖16 Cu2+熒光傳感器39和40

鋅是生物體中含量?jī)H次于鐵的微量元素，在基因表達(dá)、細(xì)胞凋亡、酶的調(diào)節(jié)、免疫、神經(jīng)傳遞等生命進(jìn)程中扮演著重要的角色[40]。在病理學(xué)上，老年癡呆癥、癲癇病、局部缺血性中風(fēng)等疾病的形成都與鋅的代謝紊亂有關(guān)[41]。采用熒光傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)鋅離子的識(shí)別和檢測(cè)是一種重要的方法。在報(bào)道的鋅離子傳感器中，基于香豆素?zé)晒鈭F(tuán)的傳感器近年來(lái)發(fā)展迅速，在靈敏度上有了進(jìn)一步的提升，并在檢測(cè)生物細(xì)胞內(nèi)的鋅離子的應(yīng)用研究方面有了初步進(jìn)展。

Li等[42]報(bào)道了一種合成簡(jiǎn)單的傳感器41。傳感器41～47的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖17。該傳感器在有機(jī)溶劑乙腈中幾乎無(wú)熒光，但加入Zn2+后熒光增強(qiáng)，溶液顏色由無(wú)色變?yōu)辄S色，而加入其他金屬離子后卻無(wú)明顯變化，表明傳感器能選擇性檢測(cè)Zn2+。通過(guò)熒光滴定確定了傳感器與Zn2+以1∶1的比例結(jié)合，解離常數(shù)為(7.7±0.3)×10-5mol/L。

Su等[43]設(shè)計(jì)了香豆素類“turn-on”型Zn2+傳感器42。在30%乙醇水溶液中，42與Zn2+絡(luò)合后熒光顯著增強(qiáng)，發(fā)射光譜從483nm藍(lán)移到457nm。這是由于42與Zn2+絡(luò)合后，氨基脲基團(tuán)上的電子向香豆素基團(tuán)進(jìn)行的ICT進(jìn)程被阻止，從而恢復(fù)了熒光。在0.5～10μmol/L的范圍內(nèi)，傳感器的熒光強(qiáng)度與鋅離子濃度呈線性關(guān)系，檢測(cè)限為0.29μmol/L，結(jié)合常數(shù)為(9.15 ± 3.50)×105(mol/L)-1。應(yīng)用傳感器42對(duì)水樣中Zn2+的檢測(cè)結(jié)果表明，該傳感器具有簡(jiǎn)單實(shí)用性。

Yan等[44]開(kāi)發(fā)了一種高靈敏性的Zn2+熒光傳感器43。在含10μmol/L探針43的四氫呋喃溶液中，加入0.5當(dāng)量的Zn2+，熒光強(qiáng)度達(dá)到了19.5倍增幅。但在Cd2+存在條件下，熒光僅增加了2.2倍，說(shuō)明Cd2+對(duì)傳感器的選擇性有一定的影響。該探針對(duì)Zn2+的檢測(cè)下限達(dá)到了10nmol/L。

圖17 Zn2+熒光傳感器41～47

Xu等[45]合成了傳感器44，其分子中包含可異構(gòu)互變的氨基-氨甲基吡啶結(jié)構(gòu)，與Zn2+結(jié)合后最大發(fā)射波長(zhǎng)從485nm紅移到了505nm，熒光增強(qiáng)9倍，而其他金屬離子并不會(huì)引起探針44吸收波長(zhǎng)的變化，這表明了探針對(duì)Zn2+的良好選擇性。另外，探針44還能以酰胺形式與Cr3+結(jié)合，并在485nm處發(fā)生熒光增強(qiáng)，發(fā)出藍(lán)色熒光。而加入不同濃度的Zn2+后，探針?lè)肿拥孽０方Y(jié)構(gòu)發(fā)生異構(gòu)互變成亞氨酸結(jié)構(gòu)，在485nm處的發(fā)射強(qiáng)度逐漸減弱，而在505nm處的發(fā)射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。這說(shuō)明探針44能以比率特性區(qū)分Cr3+和Zn2+。同樣，探針44也能區(qū)分Hg2+、Pb2+和Zn2+。

Li等[46]以二-2-甲氨基吡啶為識(shí)別基團(tuán)，開(kāi)發(fā)了“turn-on”型Zn2+熒光傳感器45。探針45對(duì)Zn2+具有很強(qiáng)的親和能力，與Zn2+以1∶1配位后熒光增強(qiáng)達(dá)到13倍。熒光增強(qiáng)機(jī)理是45與Zn2+絡(luò)合阻止了配位基團(tuán)上的電子向熒光團(tuán)轉(zhuǎn)移的PET進(jìn)程，導(dǎo)致熒光增強(qiáng)。該探針受到Hg2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Cu2+等金屬離子的干擾，但對(duì)活體細(xì)胞具有較好的兼容性和低毒性，是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)定量檢測(cè)Zn2+的極具潛力的傳感器。

An等[47]基于香豆素和熒光素基團(tuán)設(shè)計(jì)合成的傳感器46在10%乙醇水溶液中與Zn2+結(jié)合后熒光顯著地增強(qiáng)了33倍，而且可以觀察到溶液的顏色由無(wú)色變?yōu)闇\黃綠色。這是因?yàn)閭鞲衅?6與Zn2+絡(luò)合引起了羅丹明基團(tuán)的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，阻止了兩個(gè)熒光團(tuán)之間的PET進(jìn)程，從而導(dǎo)致熒光增強(qiáng)。此外，傳感器與Zn2+絡(luò)合也影響了探針?lè)肿觾?nèi)的電荷轉(zhuǎn)移（ICT）進(jìn)程，從而能實(shí)現(xiàn)溶液顏色的改變。傳感器與Zn2+的結(jié)合常數(shù)為1.213×104(mol/L)-1，檢測(cè)限為6.54nmol/L。

Wu等[48]根據(jù)C=N異構(gòu)互變機(jī)制設(shè)計(jì)了熒光增強(qiáng)型比色傳感器47，它能選擇性地從Cd2+及其他重金屬中鑒別出Zn2+。在乙腈水溶液（體積比3∶7，Tris-HCl，10mmol/L，pH=7.4）中，47與Zn2+結(jié)合后熒光增強(qiáng)，發(fā)射光譜發(fā)生14nm的藍(lán)移，溶液呈現(xiàn)出肉眼可見(jiàn)的綠色。檢測(cè)機(jī)理是47與Zn2+結(jié)合后，C=N鍵的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)受到阻礙，導(dǎo)致分子內(nèi)的PET進(jìn)程受阻，熒光增強(qiáng)。47與Zn2+結(jié)合常數(shù)是3.3×106(mol/L)-1。另外，該探針成功地被應(yīng)用于肝癌細(xì)胞內(nèi)Zn2+的成像研究（圖18）。同樣根據(jù)C=N異構(gòu)互變機(jī)制設(shè)計(jì)的傳感器48[49]也實(shí)現(xiàn)了對(duì)Zn2+的選擇性識(shí)別，且對(duì)乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的Zn2+成像效果良好。

2009年，Mizukami等[50]在7-羥基香豆素的8位上引入配位基團(tuán)以及其他位置上引入修飾基團(tuán)，設(shè)計(jì)合成了一系列基于香豆素基團(tuán)對(duì)鋅離子有高親和性能的傳感器49～53，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了研究。其中，探針49和50的配位基相同，修飾基團(tuán)不同；探針51、52和53的配位基相同，修飾基團(tuán)不同。探針51、52和53與探針49和50相比對(duì)Zn2+有更高的絡(luò)合能力。探針49～53對(duì)Zn2+的解離常數(shù)分別為28pmol/L、14pmol/L、5.2pmol/L、5.0pmol/L和3.6pmol/L。探針49～53都具有比率熒光傳感器的特性，但對(duì)Zn2+的選擇性都受到Cd2+的較大影響。而探針53的熒光比率值雖然還受到Fe3+、Cu2+、Co2+的較小影響，但有較好的細(xì)胞兼容性，能在可見(jiàn)光的激發(fā)下檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的Zn2+。傳感器48～53的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖19。

2.8 香豆素類Fe3+熒光傳感器

圖18 傳感器47應(yīng)用于HepG2細(xì)胞內(nèi)Zn2+成像的熒光照片[48]

圖19 Zn2+熒光傳感器48～53

鐵在生物系統(tǒng)和許多生化過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，如在細(xì)胞代謝中提供血紅素?cái)y氧能力，作為許多酶促反應(yīng)的輔助因子等。鐵的缺乏和過(guò)量可誘發(fā)貧血，肝、腎功能損害，心臟衰竭，糖尿病等疾病[51]。因此，一種簡(jiǎn)便、快速的方法用于分析實(shí)際樣品中的Fe3+在生物醫(yī)學(xué)研究中具有重要的意義。

圖20 Fe3+熒光傳感器54～59

2009年，Yao等[52]設(shè)計(jì)合成了新型基于香豆素衍生物的Fe3+傳感器54。傳感器54～59的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖20。在HEPES緩沖水溶液（20mmol/L，pH=7.2）中，探針54能選擇性地與Fe3+形成1∶1的絡(luò)合物，導(dǎo)致熒光下降，從而從其他金屬離子當(dāng)中識(shí)別Fe3+。探針對(duì)Fe3+的解離常數(shù)為(0.57 ± 0.07)mmol/L。此探針雖然表現(xiàn)出良好的選擇性，但在靈敏度方面尚未不足。

2011年，Tang等[53]用酰胺鍵將羅丹明B與香豆素基團(tuán)連接，報(bào)道了能檢測(cè)Fe3+的熒光傳感器55。在乙腈水溶液（體積比1∶1，HEPES 50mmol/L，pH = 7.0）中，探針55選擇性結(jié)合Fe3+，并且熒光大幅度加強(qiáng)。其機(jī)理主要是Fe3+誘導(dǎo)羅丹明發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，致使探針?lè)肿又械腜ET進(jìn)程被阻止，引起熒光增強(qiáng)。探針與Fe3+以1∶1的比例絡(luò)合，絡(luò)合常數(shù)為1.7 × 104(mol/L)-1。

2012年，Chen等[54]合成了包含酰胺結(jié)構(gòu)的香豆素衍生物傳感器56～59。這些傳感器對(duì)Fe3+都具有選擇性淬滅效應(yīng)。在4個(gè)傳感器中，59對(duì)Fe3+的選擇性最佳，在其他常見(jiàn)金屬離子存在下能夠識(shí)別出乙腈溶液中的Fe3+，其與Fe3+的結(jié)合常數(shù)為2.2×104(mol/L)-1。

3 結(jié) 語(yǔ)

利用香豆素類金屬離子傳感器對(duì)環(huán)境和生物體內(nèi)的金屬離子進(jìn)行分析檢測(cè)是近年來(lái)人們持續(xù)關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。今后，此類傳感器將向靈敏度更高、選擇性更好、抗干擾性能更強(qiáng)的方向發(fā)展，如利用特定反應(yīng)設(shè)計(jì)的化學(xué)反應(yīng)型傳感器在提升靈敏度和選擇性上將得到進(jìn)一步的研究和發(fā)展，而比率型傳感器具有抗外界干擾能力強(qiáng)的特性。香豆素類熒光傳感器檢測(cè)生物細(xì)胞內(nèi)金屬離子的應(yīng)用研究雖然有了初步成果，如生物成像、定性檢測(cè)，但開(kāi)發(fā)出對(duì)細(xì)胞無(wú)毒、兼容性好并且對(duì)細(xì)胞內(nèi)的金屬離子能進(jìn)行定性和定量檢測(cè)的香豆素類傳感器仍需進(jìn)一步研究。香豆素類熒光傳感器對(duì)生物體內(nèi)金屬離子以及其他生命物質(zhì)檢測(cè)的應(yīng)用研究將會(huì)更加活躍。此外，雖然人們已經(jīng)掌握了諸多香豆素類金屬離子傳感器的設(shè)計(jì)方法，但是隨著納米、生物以及超分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展與交融[55]，如何借助新技術(shù)的發(fā)展來(lái)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)靈敏度更高，熒光信號(hào)更加穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊的傳感器仍然是一個(gè)充滿意義的課題。

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New progress in coumarin-based fluorescence sensor for metal ions

SHU Jieming，GAO Yunling，YAO Kejian，HU Ying
（College of Chemical Engineering and Materials Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，Zhejiang，China）

Metal ions have a significant impact on the environment and the growth and development of organism，therefore，the recognition and detection of metal ions in the environment and organism is gaining widespread attention. Among different analytical methods，fluorescence analysis has the advantages of high sensitivity，good selectivity，real-time andin situdetection，etc.，which is a good tool to achieve the recognition and detection of metal ions in the environment and organism. This paper is aimed to review the coumarin-based fluorescent sensors for the recognition and detection of heavy metal ions (Hg2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Ag+)，biologically important transition metal ions (Cu2+、Zn2+、Fe3+) and their applications in recent five years，focusing on the design and synthesis of sensors，recognition mechanism，sensing characteristics and applications. With the higher requirement for metal ions detection，the design of coumarin-based fluorescent sensors will be developed for better performance with higher sensitivity，selectivity and stronger anti-interference in the future. In addition，applications of coumarin-based fluorescent sensors in biological detection are expected to be further developed.

coumarin; sensor; selectivity; complex

TP 212.2

A

1000-6613（2014）12-3144-13

10.3969/j.issn.1000-6613.2014.12.004

2014-03-18；修改稿日期：2014-05-08。

國(guó)家自然科學(xué)基金（20807037）及浙江省自然科學(xué)基金（LY12B07010）項(xiàng)目。

舒杰明（1987—），男，碩士研究生。聯(lián)系人：高云玲，博士，副教授，主要研究方向?yàn)槌肿踊瘜W(xué)及光化學(xué)分子傳感器的合成及檢測(cè)、生物識(shí)別。E-mail gaoyl@zjut.edu.cn；姚克儉，教授，主要研究方向?yàn)閭髻|(zhì)與分離。E-mail yaokj@zjut.edu.cn。