《Journal of Fluorescence》：Chromogenic and Fluorogenic Schiff Bases for Toxic Analyte Detection: A Review on ESIPT-Based Recognition
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本文是一篇关于用于毒性分析物检测的席夫碱探针综述。席夫碱探针是检测有毒阴阳离子的有效传感器，其中基于 ESIPT 的探针备受关注。文章阐述其结构设计、传感机制、实际应用，还探讨受体发展趋势，对相关研究具有重要参考价值。
### 席夫碱探针在毒性分析物检测中的重要地位
席夫碱探针作为一类高度有效的生色和荧光传感器，在选择性检测有毒阳离子和阴离子方面发挥着关键作用。在众多的传感机制中，激发态分子内质子转移（ESIPT）因其快速响应、高灵敏度以及可调节的光学性质脱颖而出，成为研究的热点。
ESIPT - 席夫碱探针的结构设计
- 基础结构：席夫碱是由醛或酮与伯胺缩合形成的一类化合物，其基本结构包含亚胺基（-C=N-）。在用于毒性分析物检测的 ESIPT - 席夫碱探针中，通常会在席夫碱结构的基础上引入特定的官能团，这些官能团可以作为识别位点，与目标毒性分析物发生特异性相互作用。
- 优化设计：为了增强探针的性能，研究者们会对席夫碱的结构进行优化。例如，改变苯环上取代基的种类和位置，可以调节分子的电子云分布，进而影响 ESIPT 过程。同时，引入共轭体系能够扩大分子的 π 电子共轭范围，增强荧光信号。
ESIPT - 席夫碱探针的传感机制
- ESIPT 原理：在基态时，分子内的质子处于相对稳定的位置。当分子受到激发跃迁到激发态后，质子会发生转移，形成互变异构体。这种质子转移过程伴随着荧光发射光谱的变化，从而实现对分析物的检测。
- 与毒性分析物的作用机制：当毒性分析物与席夫碱探针的识别位点结合时，会影响 ESIPT 过程。比如，分析物与探针之间的配位作用可能改变分子内的电子云分布，阻碍或促进质子转移，进而导致荧光强度或颜色的变化。这种变化可以被仪器检测到，也能通过肉眼观察，实现对毒性分析物的可视化检测。
ESIPT - 席夫碱探针的实际应用
- 环境监测：在环境领域，这类探针可用于检测水体、土壤和大气中的有毒污染物，如重金属离子（汞离子、铅离子等）和有害阴离子（氰根离子等）。通过检测这些污染物的含量，能够及时评估环境质量，为环境保护提供重要依据。
- 生物成像：在生物医学方面，ESIPT - 席夫碱探针可用于细胞和组织内毒性物质的成像。利用其荧光特性，可以在活体水平上观察毒性物质的分布和动态变化，有助于深入了解毒性物质在生物体内的代谢过程和对生物体的影响。
受体发展的新兴趋势
- 多分析物检测：目前，开发能够同时检测多种毒性分析物的席夫碱探针成为一个重要趋势。通过巧妙设计探针结构，使其包含多个不同的识别位点，能够实现对多种目标物的同时检测，提高检测效率和准确性。
- 实时监测：实现对毒性分析物的实时监测也是研究的热点方向。结合现代分析技术，如微流控芯片技术，可以实现对样品中分析物的连续、实时检测，为快速响应和处理毒性污染事件提供技术支持。
不同席夫碱传感器的比较分析
- 选择性：不同的席夫碱传感器对不同的毒性分析物具有不同的选择性。一些传感器对特定离子具有高度特异性，而另一些则可能对多种离子有一定响应。选择性的差异主要取决于探针的结构和识别位点的设计。
- 检测限：检测限是衡量传感器性能的重要指标。不同的席夫碱传感器检测限有所不同，这受到探针的灵敏度、检测方法以及干扰因素等多种因素的影响。在实际应用中，需要根据检测需求选择合适检测限的传感器。
- 实际可用性：在环境和生物系统中，传感器的实际可用性也十分关键。包括传感器在复杂样品中的稳定性、与生物体系的兼容性等方面。一些传感器在复杂环境下可能会受到干扰，影响检测结果，而另一些则能较好地适应复杂体系，具有更高的实际应用价值。
展望未来设计
通过对基于 ESIPT 的席夫碱探针的研究进展进行综述，为未来的研究提供了重要的参考。在未来的设计中，可以进一步优化席夫碱的结构，提高其对毒性分析物的检测性能。同时，结合新兴技术，如人工智能辅助设计，有望开发出更加高效、智能的 ESIPT 驱动的席夫碱受体，为增强毒性分析物检测和环境监测提供更有力的工具。不断拓展其在生物医学、环境保护等领域的应用，为保障人类健康和生态环境安全做出更大的贡献。
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