近红外铜离子检测荧光探针

　　铜离子对于生物体而言是一种至关重要的微量元素，广泛分布于各组织细胞中。生物体内的铜离子绝大部分和蛋白质等大分子形成有机复合物形式存在，在生命活动中扮演着重要角色，然而过多游离的铜离子对生物体是有毒害作用的，因此在生物体中有着严格的控制体系。铜离子在生物体中可作为一些重要的酶的辅因子，如超氧化物歧化酶、细胞色素氧化酶、酪氨酸酶等，它们在人体内参与一系列重要的代谢活动，影响着人体造血功能、结缔组织的形成，中枢神经系统和糖代谢，心脏功能和免疫系统等。此外，铜离子与癌症、白血病、Wilson病、Menke病、老年痴呆及疯牛病等息息相关。我国的生活饮用水卫生标准中规定饮用水中铜离子含量不得高于1 mg/L。铜离子在生物生理代谢中的重要极其重要，铜离子快速、灵敏、特异性的检测意义重大，在生态环境，食品安全和人类健康等领域应用前景广阔。 

　　我们设计并制备了新的NIR发光钌配合物用于检测Cu^{2 +}离子。通过大孔介孔二氧化硅纳米颗粒吸附单分子钌配合物，成功制备了钌杂化纳米材料（Ru-LPMSN）。Cu²⁺离子快速淬灭Ru-LPMSN的NIR荧光具有高的离子选择性和灵敏度，检出极限为10 nM。Ru-LPMSN的荧光强度与Cu²⁺离子浓度呈在50-500 nM和500-800 nM范围具有线性关系，可用于Cu²⁺离子浓度检测。Ru-LPMSN能够增强钌配合物荧光强度，介孔孔径越大增强作用越强，同时能够增强钌分子的荧光稳定性，适用于广泛pH 1-8.3环境下检测Cu²⁺离子。此外，Ru-LPMSN可以用于体内外荧光成像，监测Cu²⁺离子的分布情况。Ru-LPMSN成功用于血清中Cu²⁺离子浓度检测，具有快速反应、直接检测不需要额外的预处理等优点。本研究设计了一种具有快速响应、直接检测、高选择性和灵敏性的Cu²⁺离子检测荧光检测方式，通过纳米材料显著提高钌分子的荧光强度和稳定性，结合钌分子NIR荧光性质，避免了生物自发荧光的干扰，具有潜在的应用价值。目前，研究成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.8b08887)。