综述：利用生物分子识别技术（氨基酸、肽、蛋白质、DNA、RNA和适配体）检测Hg2+的荧光传感器

《ChemistrySelect》：Fluorescent Sensors for Hg2+ Detection Using Biomolecular Recognition: Amino Acids, Peptides, Proteins, DNA, RNA, and Aptamers

荧光传感器检测Hg2+的研究进展，综述了基于氨基酸、多肽、蛋白质、DNA、RNA和适配体的探针设计策略及光物理机制（FRET、AIE、CHEF），指出当前存在选择性、光漂白和稳定性问题，未来需结合纳米材料、AI分析和便携设备提升实验室到实际应用的转化，拓展于食品安全、环境监测和医疗诊断的应用。

　　

摘要

基于荧光的传感技术已成为检测Hg²⁺的主要方法，因为它具有高灵敏度、选择性，并能实现实时监测。在我们之前关于Hg²⁺检测分子探针的设计策略和光物理机制的研究基础上，本综述涵盖了多种利用氨基酸、肽、蛋白质、DNA、RNA和适配体（aptamers）的荧光传感策略。基于氨基酸（如组氨酸和半胱氨酸）的传感器通过特定的金属-配体相互作用来调节荧光强度；而基于蛋白质的传感器则通过蛋白质形态变化和天然荧光特性来检测Hg²⁺。DNA、RNA和适配体探针则利用胸腺嘧啶与Hg²⁺之间的配位作用以及其灵活的结构来实现检测。综述还介绍了探针设计中的相关光物理过程，例如F?rster共振能量转移（FRET）、聚集诱导发光（AIE）和螯合增强荧光（CHEF）。尽管取得了显著进展，但在复杂样品中的选择性、光漂白现象以及长期稳定性等方面仍存在挑战。未来，将这些传感器与纳米材料、基于人工智能的分析技术及便携式设备相结合，有望弥合实验室分析与实际应用之间的差距。这种集成有望推动下一代Hg²⁺生物传感器的发展，使其在食品安全监测、环境分析、医学诊断、细胞内传感等多个领域得到广泛应用，尤其是在那些汞监测对安全和合规性至关重要的场景中。

图形摘要

图形摘要直观地总结了利用氨基酸、肽、蛋白质、DNA、RNA和适配体实现Hg²⁺检测的荧光传感策略，重点介绍了这些方法的原理、选择性及潜在应用。同时，还展示了受逻辑门控制的DNA纳米器件，这些器件能够实现多刺激识别，从而提升传感平台的性能。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可向通讯作者提出合理请求后获取。本文全面分析了Hg²⁺离子检测领域的最新进展，特别关注了氨基酸、肽、蛋白质、适配体、RNA和DNA功能化荧光探针在与Hg²⁺离子相互作用时其光物理性质的变化。