銀離子比色檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

艸艸艸艸艸艸艸艸生物技術(shù)進(jìn)展生物技術(shù)進(jìn)展2024年第14卷第1期111~119CurrentBiotechnologyISSN2095?2341Reviews艸艸艸艸艸艸艸艸艸艸艸艸銀離子比色檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)營(yíng)養(yǎng)與健康系，食品精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2.中國(guó)航天員中心，北京100094；3.人因工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京1000944.中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院，北京100176摘要：由于銀離子（Ag+）會(huì)威脅人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)平衡，其檢測(cè)在環(huán)境和食品領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。比色法是檢測(cè)Ag+最常用的方法之一，具有簡(jiǎn)單、易操作、可現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。傳感機(jī)理以及顯色材料的發(fā)展是比色法領(lǐng)域的重要研究方向。綜述了Ag+比色檢測(cè)技術(shù)的顯色機(jī)理及其傳感策略，將顯色機(jī)理分為三類(lèi)，包括酶催化、等離子體共振和化學(xué)顯色，并對(duì)相應(yīng)的顯色材料進(jìn)行了概括。討論了Ag+檢測(cè)的傳感機(jī)理、傳感性能和實(shí)際樣品應(yīng)用，并總結(jié)了目前Ag+比色法檢測(cè)的挑戰(zhàn)和前景，旨在幫助讀者更好地理解Ag+比色法的原理，推動(dòng)重金屬離子快速檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。YANGMin1，CHUHoujuan2，3，ZHULongjiao1，HUQinghua2，3，XXUWentao1，YANGSonglin2，3*+++++++；基金項(xiàng)目：63919部隊(duì)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目（2022-JYAUOX-F5003北京市設(shè)施蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（BAIC01）。生物技術(shù)進(jìn)展CurrentBiotechnology在過(guò)去的幾十年里，隨著金屬銀及其化合物在工業(yè)和日常生活中的廣泛應(yīng)用，含Ag+的廢水不斷地排放到環(huán)境中，特別是在發(fā)展中國(guó)家［1］。Ag+長(zhǎng)期以來(lái)備受關(guān)注，被歸入最高毒性類(lèi)別。長(zhǎng)期接觸Ag+會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成嚴(yán)重不良后果，如器官衰竭、細(xì)胞毒性、腦損傷、線(xiàn)粒體功能下降和免疫系統(tǒng)破壞等［2-3］。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（Envi?標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，飲用水系統(tǒng)中Ag+的最大允許水平為痕量Ag+的靈敏分析方法對(duì)于水質(zhì)控制、公共健康和環(huán)境監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。Ag+檢測(cè)的典型靈敏技術(shù)包括電感耦合等離5］、電感耦合等離子然而，這些技術(shù)通常需要復(fù)雜的儀器、復(fù)雜的檢測(cè)流程和專(zhuān)業(yè)的操作人員，極大地限制了在實(shí)際中的應(yīng)用，尤其是在資源有限的偏遠(yuǎn)地區(qū)［7］。比色法是指基于被測(cè)物質(zhì)溶液的顏色或加入顯色劑后生成的有色溶液的顏色深度與物質(zhì)含量之間的關(guān)系進(jìn)行定量分析的方法，其被廣泛認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)有效的Ag+檢測(cè)技術(shù)，甚至可以由受過(guò)較少培訓(xùn)的人員通過(guò)肉眼輕松完成檢測(cè)。除此之外，基于顏色的變化還可以制備比色試紙，提高了檢測(cè)的便攜性。本文綜述了利用比色法檢測(cè)Ag+的研究進(jìn)展，對(duì)顯色的機(jī)理進(jìn)行了歸納總結(jié)，分別從DNA、納米材料和化學(xué)小分子3種不同的材料對(duì)比色傳感策略進(jìn)行了介紹，旨在讓讀者了解Ag+檢測(cè)比色傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，為將來(lái)Ag+新型檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供參考。1Ag+比色檢測(cè)技術(shù)的顯色原理床診斷等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，Ag+比色檢測(cè)技術(shù)主要利用以下3種顯色方式。1.1基于酶的催化顯色納米酶是一類(lèi)具有類(lèi)似于天然酶活性的納米材料，自1993年首次報(bào)道以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)了50多種不同材料和結(jié)構(gòu)的納米酶。最常見(jiàn)的納米酶有四圖1銀離子比色檢測(cè)技術(shù)的顯色原理及傳感策略Ag+等［8-9］。常見(jiàn)的類(lèi)酶活性包括過(guò)氧物酶、氧化酶、過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶和漆酶，其中具有類(lèi)過(guò)氧化物酶活性的納米酶是Ag+檢測(cè)中最常用的。在H2O2（作為電子受體）的存在下，它可以將色由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。此外，G-四鏈體-氯化血紅素（G4-hemin）也具有過(guò)氧化物模擬酶活性，能高效催化H2O2氧化反應(yīng)底物［10］。Ag+的存在可以通過(guò)削弱納米酶與底物的親和性或者增加納米酶活性位點(diǎn)兩種不同的方式對(duì)酶活產(chǎn)生負(fù)向或者正向調(diào)節(jié)，從而影響溶液顏色并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)銀離子的目的。1.2基于表面等離子體共振的顯色等離子體納米材料作為一種典型的光響應(yīng)材料，具有由集體載流子振蕩產(chǎn)生的大消光截面。當(dāng)入射光頻率與等離子納米材料的振蕩頻率匹配時(shí)，消光最大，對(duì)于尺寸小于入射波長(zhǎng)的納米材料，電磁波等離子體通常被限制在納米材料的表面，11］。LSPR特性使單分散納米粒子和聚集納米粒子呈現(xiàn)出不同的顏色，當(dāng)納米粒子聚集時(shí)，溶液的顏色會(huì)發(fā)生變化，很容易用肉眼檢測(cè)到［12］。這種聚集過(guò)程是由溶液的組成或顆粒表面的性質(zhì)通過(guò)納米顆粒與 其周?chē)h(huán)境之間的靜電相互作用、共價(jià)結(jié)合以及蝕或者生長(zhǎng)也能使納米顆粒的LSPR改變［14］。蝕刻是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理作用去除部分材料的過(guò)程，而生長(zhǎng)則是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在納米材料表面沉積新材料的過(guò)程［15-16］。具有較強(qiáng)LSPR的貴金屬納米材料表面經(jīng)過(guò)還原劑或氧化劑反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生刻蝕或生長(zhǎng)反應(yīng)，這些反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致材料的形狀或尺寸發(fā)生改變，從而伴隨LSPR消光峰偏移和材料摻雜半導(dǎo)體以及過(guò)渡金屬氧化物和硫化物材料體系中也能觀(guān)測(cè)到相應(yīng)的等離子體共振信號(hào)［18］。1.3基于小分子的化學(xué)顯色基于化學(xué)小分子的比色傳感器是具有高靈敏度、選擇性的常用傳感器，通過(guò)與Ag+之間的作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Ag+的檢測(cè)，檢測(cè)限低，顏色變化容易分辨?；诨瘜W(xué)小分子的顯色反應(yīng)主要依賴(lài)于A(yíng)g+的氧化作用、配位作用以及催化作用。Ag+只有一個(gè)不穩(wěn)定的4d10電子層，這使得Ag+具有較強(qiáng)的氧化能力，因此可以通過(guò)氧化作用將一些無(wú)色分子轉(zhuǎn)變成有色分子［19］。除了氧化作用，Ag+具有的空電子軌道還允許其與一些分子發(fā)生配位作用。在與一些配體結(jié)合時(shí)，會(huì)發(fā)生金屬-配體電荷等現(xiàn)象［20-21從而導(dǎo)致分子的吸收光譜發(fā)生變化。例如，鄰菲羅啉與Ag+配位形成螯合物后，進(jìn)一步通過(guò)靜電引力和疏水力與曙紅陰離子結(jié)合形成三元配合物，并伴隨著曙紅Y的吸收光譜變化，以此用于構(gòu)建Ag+的比色傳感器［22-23］。Ag+還具有一定的催化作用，通過(guò)與底物形成配合物，使反應(yīng)底物靠近，加快反應(yīng)速度。在A(yíng)g+的催化作用下，過(guò)硫酸銨可以將低價(jià)的錳離子氧化成紫紅色的高錳用Ag+還可以催化硫酸鉀氧化甲基紫［26］催化體系的吸光度會(huì)隨Ag+濃度的增加而增加，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Ag+的比色檢測(cè)。2基于DNA的比色檢測(cè)技術(shù)DNA由帶負(fù)電荷的磷酸鹽骨架和氮化核堿基組成，其獨(dú)特的化學(xué)組成通過(guò)靜電或配位相互作用為金屬離子提供了多種結(jié)合位點(diǎn)［27］。在生理pH下，帶負(fù)電荷的磷酸鹽骨架通過(guò)簡(jiǎn)單的靜電吸引與帶正電荷的金屬陽(yáng)離子相互作用［28］。此外，金屬陽(yáng)離子的空軌道可以接受來(lái)自磷酸氧或核堿基部分的電子，形成配位絡(luò)合物［29-30］。據(jù)報(bào)道，Ag+僅與核堿基絡(luò)合時(shí)優(yōu)先與堿基的氮原子相互作用，其中嘌呤堿的N7和嘧啶堿的N3被認(rèn)為是Ag+結(jié)合的活性位點(diǎn)［31］。由于A(yíng)g+和C、G堿基之間具有高特異性結(jié)合能力，因此富含C、G堿基的DNA鏈也被廣泛應(yīng)用于A(yíng)g+的檢測(cè)。Ag+可以和C堿基形成穩(wěn)定的C-Ag+-C結(jié)構(gòu)，主要的穩(wěn)定相互作用包括π-π核堿基堆積以及相鄰C-Ag+-C堿基對(duì)中C堿基之間的新型平面間H鍵。時(shí)，MB與ssDNA相互作用，溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)樽仙?；?dāng)Ag+存在時(shí)，Ag+和ssDNA通過(guò)C-Ag-C結(jié)構(gòu)連接在一起，導(dǎo)致ssDNA從MB表面解吸到溶液中，溶液的顏色再次由紫色變?yōu)樗{(lán)色。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于其簡(jiǎn)單性和成本效益，避免了納米顆粒的繁瑣合成，不需要對(duì)DNA進(jìn)行進(jìn)一步的化圖2基于MB與適配體相互作用的Ag+比色檢測(cè)原理圖[32]+生物技術(shù)進(jìn)展CurrentBiotechnology靶Ag+和外切酶Ⅲ（ExoⅢ)依賴(lài)的DNA切割循環(huán)擴(kuò)增的無(wú)標(biāo)記適配體傳感器，該系統(tǒng)由發(fā)夾狀ssDNA和AuNPs組成。在沒(méi)有Ag+的情況下，由于強(qiáng)靜電排斥，陰離子AuNPs最初很好地分散在含有帶負(fù)電荷發(fā)夾DNA探針的溶液中。然而，當(dāng)加入ExoⅢ和NaCl時(shí)，ExoⅢ不能消化發(fā)夾狀的ssDNA，AuNPs之間的靜電排斥被屏蔽，導(dǎo)致AuNPs聚集。在暗場(chǎng)顯微鏡觀(guān)察下，聚集的AuNPs顏色顯示黃色和紅色；在A(yíng)g+存在的情況下，發(fā)夾樣DNA兩個(gè)末端突出的C堿基可以形成堿基對(duì)（C-Ag+-C）介導(dǎo)的剛性DNA雙鏈體。在這種情況下，ExoⅢ可以消化DNA雙鏈體，并釋放Ag+。隨后，Ag+與剩余的發(fā)夾DNA結(jié)合，并在ExoⅢ的幫助下啟動(dòng)另一個(gè)DNA切割循環(huán)。這樣的Ag+依賴(lài)ExoⅢ的DNA裂解循環(huán)擴(kuò)增導(dǎo)致更多的ssDNA分子產(chǎn)生，釋放的ssDNA可以吸附在A(yíng)uNPs表面，從而有效阻止AuNPs在高鹽從黃色或紅色（聚集的AuNPs）變?yōu)榫G色（分散的AuNPs）。在此基礎(chǔ)上，Ag+在Tris-HCl緩沖液和河水中的檢測(cè)限分別達(dá)到41和39fmol·L-1。肖志友等［34］利用G-四鏈體DNA與氯化血紅能高效催化H2O2氧化反應(yīng)底物TMB由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)綠色。當(dāng)Ag+存在時(shí)，會(huì)阻礙G4結(jié)構(gòu)的形成，導(dǎo)致催化活性降低。基于此，建立了比色法測(cè)定Ag+傳感器。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，溶液的吸光度與Ag+濃度在100~1000nmol·L-1范圍內(nèi)具有良好的線(xiàn)性關(guān)系，檢出限為55.9nmol·L-1。張啟秀等［35］基于G4修飾的AuNPs聚集以及Ag+可以打開(kāi)穩(wěn)定的G4結(jié)構(gòu)，成功構(gòu)建了一種快速、靈敏的Ag+比色傳感器。在一定的鹽濃度條件下，G4結(jié)構(gòu)修飾的AuNPs具有較高的穩(wěn)定性。因此，在沒(méi)有Ag+的體系中，AuNPs為單分散狀態(tài)，溶液呈現(xiàn)酒紅色。然而，當(dāng)有Ag+存在時(shí)，G堿基中的N7和C6O基團(tuán)與Ag+配位，導(dǎo)致G4結(jié)構(gòu)的破壞，降低了AuNPs的穩(wěn)定性，從而引起AuNPs的聚集，使溶液顏色由酒紅色變?yōu)樗{(lán)紫色。該方法對(duì)Ag+的檢測(cè)具有較高的靈敏度，檢測(cè)限為7nmol·L-1。3基于納米材料的比色傳感器納米材料因其表面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)而具有特殊的物理、光化學(xué)和生物學(xué)等特性，使其在藥物研發(fā)、醫(yī)療診斷和生物傳感等許多研究領(lǐng)域發(fā)揮了是比色傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。3.1納米酶的比色傳感器近年來(lái)，基于納米酶的比色傳感技術(shù)取得了很大的進(jìn)展。Deng等［36］合成了殼聚糖穩(wěn)定的鉑納米粒子（Ch-PtNPs并將其作為人工過(guò)氧化酶，催化底物TMB的氧化并產(chǎn)生顏色信號(hào)。在A(yíng)g+存在下，由于Ch-PtNPs表面Ag+和Pt2+之間的強(qiáng)親金屬相互作用，Ag+可以削弱對(duì)底物的親和力并使Ch-PtNPs的催化活性失活，導(dǎo)致吸光度信號(hào)根據(jù)Ag+的量發(fā)生不同程度地降低。Ag+的線(xiàn)性測(cè)定范圍為5~1000nmol·L-1，檢出限為4nmol·L-1。Li等anozymes，PNZs）。在光照以及H2O2存在下，TMB可以被TiO2PNZs氧化，從而使溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，而Ag+可以加速這一反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。一方面，TiO2PNZs中產(chǎn)生的熱電子被Ag+捕獲，生成原位沉積在TiO2PNZs上的AgNPs，阻止了電子直接轉(zhuǎn)移到H2O2中進(jìn)行均解，產(chǎn)生的·OH自由基使剩余的熱空穴大量積累；另一方面，大量的熱空穴從Ti-O-OH的過(guò)氧橋中提取電子，顯著促進(jìn)了O-O雜解對(duì)H2O2的光活化。因此，O-O鍵的劈裂在光照下增強(qiáng)，同時(shí)加速TMB氧化生成·TMB自由基?；诖?，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)Ag+比色檢測(cè)平臺(tái)，在1~100μmol·L-1范圍內(nèi)對(duì)Ag+具有線(xiàn)性一個(gè)光熱比色雙模式Ag+檢測(cè)平臺(tái)。作為一種具有類(lèi)似氧化酶活性的納米材料，二氧化錳納米片可以催化TMB氧化為氧化三硝基苯。然而，通過(guò)谷胱甘肽還原MnO2NSs會(huì)使MnO2NSs的催化能力最小化。在該方法中，利用Ag+和GSH的特殊相互作用來(lái)抑制還原過(guò)程?；谶@種策略，Ag+可以很容易地通過(guò)比色法和光熱評(píng)價(jià)來(lái)測(cè)量。通過(guò)比色法得出的檢測(cè)限為5.5nmol·L-1，而光熱法得出的檢測(cè)限為6.7nmol·L-1。光熱和比色雙模式讀出分析技術(shù)適用于更多的檢測(cè)系統(tǒng)，其中2種檢測(cè)模式可以相互驗(yàn)證，從而獲得更可靠的結(jié)果，特別是在復(fù)雜的環(huán)境中效果更明顯。3.2LSPR比色傳感器3.2.1金屬納米顆粒金屬納米顆粒是目前研究最多的金屬納米材料，在可見(jiàn)光區(qū)具有明顯的共 振吸收帶，并且其共振吸收峰對(duì)周?chē)殡姯h(huán)境的高、可選擇性檢測(cè)水溶液中Ag+的比色方法。首CRN）可以通過(guò)DSP的羧基和CRN的氨基之間的胺偶聯(lián)反應(yīng)組裝到DSP-AuNPs表面（DSP-AuNPs@CRN并形成酰胺鍵。在A(yíng)g+存在的條件下，通過(guò)Ag-N和Ag-π鍵相互作用再與DSP-AuNPs@CRN相互作用，從而引起納米顆粒的聚集，使溶液從的最大可接受限值0.93μmol·L-1。Zhao等［41］構(gòu)建了一種基于MnO2包裹的金納米粒子（AuNP@MnO2）的Ag+檢測(cè)方法（圖3MnO2外殼可被谷胱甘肽還原成Mn2+。AuNP@MnO2單個(gè)納米粒子的顏色不可避免地由黃色變?yōu)榫G色，最大吸收峰從528nm變?yōu)?72nm。然而，在體系中加入Ag+后，Ag+可以與谷胱甘肽結(jié)合，MnO2殼的蝕刻過(guò)程被抑制，因此探針的顏色保持黃色。這種基于單顆粒的比色法具有超靈敏的Ag+分析檢測(cè)能力，檢測(cè)限低至0.39μmol·L-1，比相同體積溶液的傳統(tǒng)比色分析結(jié)果低大約106倍。此外，這種方法還可以用于檢測(cè)實(shí)際樣品中的Ag+，顯示了良好的環(huán)境監(jiān)測(cè)和水質(zhì)控制潛力。Ag+的比色檢測(cè)。從LSPR傳感機(jī)理來(lái)看，碳點(diǎn)比色傳感器的原理可以分為2個(gè)方面：基于量子點(diǎn)誘導(dǎo)表面金屬納米粒子的生長(zhǎng)和基于量子點(diǎn)與重金屬離子的相互作用。CDs-1，開(kāi)發(fā)了一種比色檢測(cè)Ag+的方法。檢測(cè)機(jī)理基于A(yíng)g+的還原和銀納米粒子的形成，銀納米粒子具有獨(dú)特的表面等離子體共振性質(zhì)，其中CDs-1在測(cè)定Ag+的反應(yīng)中既可作為還原劑又可作為穩(wěn)定劑。這種基于CDs-1的檢測(cè)系統(tǒng)可以在3min內(nèi)定量測(cè)定Ag+，檢測(cè)限為26nmol·L-1。此外，該傳感分析可用于檢測(cè)湖水樣品中的Ag+。Su以枸杞葉提取物為碳源，經(jīng)氧化和水熱工藝合成了具有OH和COOH官能團(tuán)的碳點(diǎn)（PPCDs）。Ag+圖3基于谷胱甘肽刻蝕AuNP@MnO2納米粒子比色檢測(cè)銀離子原理圖[41]+basedonetchingAuNP@可以與COOH和OH官能團(tuán)相互作用，從而引起PPCDs吸收峰以及溶液顏色的變化。此外，由于在不同的pH條件下，Ag+和PPCDs的作用強(qiáng)度·L-1。work，MOF）由金屬離子/簇和有機(jī)配體之間的強(qiáng)配位相互作用形成。由于其可調(diào)的微孔結(jié)構(gòu)、大的比表面積和暴露的活性位點(diǎn)，MOFs通常用于與催化相關(guān)的研究，并且極少數(shù)MOFs可以作為重金屬離子比色傳感器的顯色材料［44］?；贛OFs的比色傳感器主要基于重金屬離子和MOFs之間的相互作用，且伴隨著明顯的顏色變化。Zhong等［45］合成了多孔鋅(Ⅱ)-羧酸鹽框架（NOTT-6SMe-Zn）用于A(yíng)g+檢測(cè)，NOTT-6SMe-Zn的軟硫原子與軟Ag+的配位誘導(dǎo)溶液顏色由淡黃色變成棕色，且隨著Ag+濃度的增加，顏色變深?；谏鲜鲈?，Ag+的檢測(cè)限可以達(dá)到30mg·L-1。二維納米材料由于其超薄的結(jié)構(gòu)，具有很大的比表面積，Wang等［47］提出了一種用于A(yíng)g+傳感的無(wú)標(biāo)記納米等離子體比色法。Ti3C2MXenes對(duì)Ag+的優(yōu)異吸附親和力和還原性有利于在納米片上形成AgNPs并使溶液變成棕褐色。該方法的檢測(cè)限為生物技術(shù)進(jìn)展CurrentBiotechnology見(jiàn)光譜儀測(cè)量結(jié)果一致的可視化結(jié)果。此外，這種原位銀NPs生成方法也可能有利于廢水中銀的富集和貴重金屬的回收。4基于化學(xué)小分子的比色檢測(cè)技術(shù)以化學(xué)小分子為主體的比色傳感器在重金屬離子檢測(cè)中得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。這不僅源于它們優(yōu)異的顏色指示和簡(jiǎn)單的作用機(jī)理，也和其優(yōu)異的合成重現(xiàn)性、純化和穩(wěn)定性有關(guān)。此外，試劑盒和測(cè)試條，并且由于液體溶液的均勻性、基于有機(jī)小分子染料的化學(xué)傳感器在重金屬離子檢測(cè)中的廣泛應(yīng)用。Goh等［21］設(shè)計(jì)并合成了一種磺胺基復(fù)合物，該復(fù)合物可以通過(guò)氧原子與Ag+配位結(jié)合，導(dǎo)致吸收峰的變化，使溶液顏色從無(wú)色變?yōu)辄S色。此外，通過(guò)密度泛函理論計(jì)算揭示了該現(xiàn)象歸因于MLCT機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法對(duì)Ag+的檢測(cè)限為2.42μmol·L-1。Gil等［20］benz-2-oxa-1，3-diazole，NBD）和2-氨基二苯醚a(bǔ)mine，NPB并基于ICT設(shè)計(jì)了一種新型比色化學(xué)傳感器NPB用于檢測(cè)Ag+（圖4）。NPB通過(guò)氧和氮原子與Ag的絡(luò)合顯示出從二苯醚到NBD更強(qiáng)的ICT過(guò)程，并引起溶液由淺棕色到粉紅色的顏色變化，該方法的檢測(cè)線(xiàn)為3.6×10-6mol·L-1。Song等［7］報(bào)道了一種基于喹啉的探針用于檢測(cè)Ag+，稱(chēng)為AgP。AgP本身在532nm處表現(xiàn)出較強(qiáng)的發(fā)射峰，熒光為亮綠色，與Ag+反應(yīng)后，在383nm處出現(xiàn)了新的吸收帶，并伴有肉眼可見(jiàn)的從透明到淺橙色的比色變化。同時(shí)其熒光明顯減弱，有輕微的藍(lán)移，熒光顏色由明亮的黃綠色變?yōu)橥耆?。AgP與Ag形成的金屬配合物由于配體對(duì)金屬電荷的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致探針結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使吸收光譜以及發(fā)射光譜發(fā)生變化。通過(guò)在真實(shí)水樣中的實(shí)際應(yīng)用，表明該探針具有較高的靈敏度和選擇性響應(yīng)，此外，該研究還成功地將該探針用于模式植物擬南芥體內(nèi)Ag+的檢測(cè)。AgP及其浸漬試紙?jiān)陧憫?yīng)Ag+后呈現(xiàn)出明顯的比色變化，便于直接目視觀(guān)察的Ag+濃度為0~250μmol·L-1，該探針將為環(huán)境和生物樣品中Ag+的檢測(cè)提供一種新的策略。表1對(duì)上述檢測(cè)方法進(jìn)行了比較，可以看出圖4基于NBD的比色化學(xué)傳感器NPB用于檢測(cè)Ag+[20]+[20]表1銀離子不同比色檢測(cè)方法的比較+材料傳感機(jī)制線(xiàn)性范圍檢測(cè)限實(shí)際樣品參考文獻(xiàn)DNAAuNPs、ExoⅢ、C-richssDNALSPR0.057～57.000nmol·L-1河水G-四鏈體-Hemin脫氧核酶酶催化-8-6mol·L-17nmol·L-1/納米材料Ch-PtNPs酶催化5~1000nmol·L-14nmol·L-1自來(lái)水和湖水DSP-AuNPsLSPR-1、-1天然水和來(lái)自校園內(nèi)排水溝的水Ti3C2MXeneLSPR-1化學(xué)分子磺胺基復(fù)合物化學(xué)顯色/-1/N,N-二甲基-7-硝基苯并[c]化學(xué)顯色-5mol·L-1-1/ 對(duì)于不同的傳感材料，基于DNA的銀離子檢測(cè)技術(shù)具有較高的靈敏度，而且DNA的生產(chǎn)成本低，可以大量制備，因此具有良好的應(yīng)用前景。相比于DNA與納米材料，基于化學(xué)小分子的檢測(cè)技術(shù)具有較高的檢測(cè)限，這可能是由于化學(xué)反應(yīng)速率的限制。此外，對(duì)于3種傳感機(jī)制而言，基于酶催化和LSPR的檢測(cè)技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)。5展望本文綜述了Ag+介導(dǎo)的顯色機(jī)理以及不同顯色材料作為Ag+檢測(cè)比色傳感器的研究進(jìn)展。與其他常用的檢測(cè)方法相比，比色法因其操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)展過(guò)程中受到了廣泛的關(guān)注。此外，比色法并不局限于實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)人員，盡管比色法在A(yíng)g+檢測(cè)方面有很好的前景，但仍然存在一些挑戰(zhàn)。低效的合成對(duì)環(huán)境和人類(lèi)有害。隨著環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)的倡導(dǎo)，迫切需要環(huán)境友好材料。此外，在合成后，材料通常以溶液狀態(tài)保存，穩(wěn)定性差。例如，雖然化學(xué)小分子對(duì)Ag+具有敏感的顏色響應(yīng)，但它們?nèi)菀妆谎趸o這些材料的保存帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。另一方面，與傳統(tǒng)的有機(jī)染料相比，無(wú)機(jī)納米材料為制造優(yōu)異的比色傳感器提供了難像分子一樣量化，控制批次生產(chǎn)的差異，使合成標(biāo)準(zhǔn)化。因此，需要建立相關(guān)規(guī)?；a(chǎn)與質(zhì)量控制體系，為轉(zhuǎn)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。智能手機(jī)平臺(tái)是一種潛在的有前景的方式，使得智集成基于智能手機(jī)的技術(shù)將是推動(dòng)Ag+比色傳感器向前發(fā)展的另一種方式。用于同一樣品的多模式檢測(cè)技術(shù)將提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。雖然比色等離子體傳感器對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是非常有效的工具，但是它們通常只允許半定量地確定目標(biāo)。的關(guān)鍵步驟之一，復(fù)雜的樣品基質(zhì)，如工業(yè)廢水可能會(huì)含有大量的有色雜質(zhì)，會(huì)給Ag+檢測(cè)帶來(lái)很大也可能會(huì)對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生影響。有些樣品需要進(jìn)行前強(qiáng)信號(hào)，這可能增加了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性和時(shí)間成本。品前處理技術(shù)，使復(fù)雜樣品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)成為可能。［1］BALAMURUGANG,JANGJW,PARKSJ,etal..Ratiometric［3］HADRUPN,SHARMAAK,LOESCHNERK.Toxicityof［4］LABORDAF,JIMéNEZ-LAMANAJ,BOLEAE,etal..Selec?［5］CHAKRAPANIG,MAHANTAPL,MURTYDS,etal..Pre?［6］BRITTLESW,BAKERJD,DORNEYKM,etal..Measuring2022.123366.［9］YANGW,ZHUL,YANGM,etal..Synthesisofamorphous/［10］LIJ,WUH,YANY,etal..ZipperedG-quadrup［12］NEHLCL,HAFNERJH.Sh生物技術(shù)進(jìn)展CurrentBiotechnology2419.［14］ZHANGZ,WANGH,CHENZ,etal..Plasmoniccolorimetric10.1038/s41467-021-23568-0.