鈀(Pd)作為一種重要的貴金屬，由于其理想的化學(xué)和光物理特性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種材料，包括燃料電池、催化轉(zhuǎn)換器、珠寶和電子產(chǎn)品等。此外，Pd具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠在交叉偶聯(lián)反應(yīng)（包括Suzuki、Hiyama、Heck和Stille偶聯(lián)）中形成所需的高能量碳-碳鍵。這些反應(yīng)在制備藥物分子的有機(jī)合成策略中是不可或缺的。然而，近年來(lái)，由于其廣泛的應(yīng)用，大量的Pd被排放到我們的環(huán)境中。不同氧化態(tài)的Pb呈現(xiàn)出不同的生物毒性且可以在生物體內(nèi)累積，對(duì)人類和其他生物體具有有害影響。因此，有必要開發(fā)高選擇性的分析工具來(lái)傳感和檢測(cè)生物體和環(huán)境中不同氧化態(tài)的Pd。
目前Pd的主要分析方法有X射線熒光、原子吸收光譜 (AAS)、和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)。然而，這些方法存在主要缺點(diǎn)，包括設(shè)備昂貴，樣品處理時(shí)間長(zhǎng)，以及訓(xùn)練有素的儀器操作員等。小分子熒光探針提供了一種靈敏且選擇性的非破壞性工具，用于檢測(cè)感興趣的分析物，操作簡(jiǎn)單，在生物環(huán)境中成像的成本相對(duì)較低。
因此，我們開發(fā)了一類基于羅丹明-BODIPY的熒光傳感器PRS，用于選擇性和靈敏地檢測(cè)水介質(zhì)中的Pd2+金屬離子。基于羅丹明的傳感器PMS和羅丹明-BODIPY F?rster 共振能量轉(zhuǎn)移 (FRET)對(duì)傳感器PRS與哌嗪連接體和O-N-S-N podand配體結(jié)合，用于特異性識(shí)別Pd2+離子。當(dāng)暴露于Pd2+時(shí)，兩種探針都顯示出比色和熒光比率變化，這是由于它們的螺內(nèi)酰胺環(huán)打開并恢復(fù)了羅丹明綴合。與其他22種金屬離子相比，PRS對(duì)Pd2+具有高度選擇性，在I600nm/I515nm 處顯示出0.6倍的比率差異。此外，硫醇存在的情況下，Pd2+配位的PRS-Pd中的內(nèi)酰胺環(huán)可以切換回閉合形式，從而提供紅色和綠色發(fā)射之間的“紅綠交通燈”檢測(cè)機(jī)制(圖1)。此外，PRS顯示出優(yōu)異的細(xì)胞活力，并成功用于Pd2+成像（圖2），并且PRS-Pd復(fù)合物可以互換檢測(cè)A549人肺癌細(xì)胞中的生物硫醇，包括谷胱甘肽（GSH）。
圖1 PRS對(duì)Pd2+檢測(cè)機(jī)制，其顏色從綠色切換到紅色“紅綠燈”，然后用GSH切換回來(lái)。 圖2 人A549肺癌細(xì)胞中檢測(cè)Pd2+ 論文信息 A Piperazine Linked Rhodamine-BODIPY FRET-based Fluorescent Sensor for Highly Selective Pd2+ and Biothiol Detection Dr. Fung-Kit Tang, Yanyan Chen, Daniel Nnaemaka Tritton, Prof. Zongwei Cai, Prof. Ken Cham-Fai Leung Chemistry – An Asian Journal DOI: 10.1002/asia.202300477
