文献综述
铝是地壳中含量最为丰富的金属元素，铝及其合金由于具有耐腐蚀、密度小、导电导热性能好、延展性好等优点，备受人们的青睐[1-3]，被广泛应用于食品添加剂、混凝剂、药物、各种容器和炊具中[4]，其氢氧化物（即氢氧化铝）可用来吸附聚沉水中的悬浮杂质，并作为一种磨擦剂应用于高档牙膏中[5-6]。铝不仅在生活中应用广泛，而且对于维持所有形式的生命活动也是必不可少。
一方面，世界铝资源丰富，有待于开发利用；另一方面，生物体内的金属含量需处在一个适宜的范围之中。随着现在人们使用金属制品的增多，人们对金属离子特别是有毒金属离子的摄入量也随之增加，虽然铝不是生物过程的必需元素，但其可在人体内长期蓄积，产生慢性毒性，对机体神经系统的发育和功能产生干扰，可能还会损伤大脑，导致痴呆[7-9]。此外，铝在肠道内会影响人体对钙的吸收，引起骨软化和骨发育不全，在血液中也会阻碍铁的吸收，导致缺铁性贫血。医学研究表明，在对自闭症、阿尔茨海默氏症和帕金森症患者的检测中，发现他们体内的铝离子额含量明显高于正常人，而且，症状的严重程度与体内有毒金属含量有很大关系[10]。铝离子不仅对人类健康有直接的影响，还会通过采矿、工业活动以及汽车尾气释放到环境中，穿透地下水，最终进入含水层，造成水和随后的土壤污染[11]，这种高浓度的铝含量对于植物、鱼类、藻类、细菌以及其他水生物种都是有毒的[12]，甚至可以致命。基于上述原因，检测铝离子的含量对控制其在环境监测中的浓度水平及其对人类健康的直接影响至关重要[13]。
近年来，铝离子的检测受到越来越多科学工作者的关注与研究。杨联敏、赖丰英等人采用EDTA络合滴定法测定电镀废水中铝的含量。目前，检测铝离子的方法有络合滴定法[14]、原子吸收光谱法、电化学方法、原子发射光谱法、电感耦合等离子质谱（ICP-MS）、色谱层析法等，而荧光传感器因其高灵敏度、高选择性、可实现原位、实时快速分析以及对样品无损等优点，已经成为检测环境中各种金属离子的理想分析方法。
荧光是指一种光致发光现象，当某种物质经特定波长的激发光照射，分子中的电子吸收能量，从基态跃迁至激发态，随后又返回到基态，可以发出比激发光的波长更长的发射光；而且当激发光照射停止后，发射光也会立刻消失，这类现象的发射光，就是荧光。分子识别是超分子体系的基本功能之一，然而分子识别作为分子之间的相互作用，它所产生的微观变化需要借助特殊的工具才能转变为可被外界感知的信号，将分子之间的相互作用通过荧光信号传导出来的分子被称为荧光传感器。一般来说，荧光传感器主要有三部分构成，即识别基团、连接臂和发光基团。识别基团是一种由共价键结合的单元，其结构中的相关部分可以与被检测物质发生化学反应形成新的共价键，或者通过弱相互作用与不同的分子离子选择性地结合。发光基团是发出光学信号的信息源，是将识别信息转换荧光信息的报告器，发光基团的选择直接影响到识别信号的表达。连接臂用以连接识别基团和发光基团的桥梁，受体识别底物后，连接臂把识别信息按照某种传递机制传递给发光基团，从而推动信号响应。如下图所示[15-17]：
朱瑞奇、宋金萍等人利用金属纳米粒子具有独特的表面等离子共振的光学特性，设计合成了11-巯基十一烷酸功能化金纳米粒子来检测水中铝离子的含量。代艳鹏，刘晓燕等人以 8-羟基喹哪啶为原料，依次经与间二溴甲苯氧化，与 2-氨基吡啶反应并进一步还原合成新型喹啉类荧光探针，在水溶液中对铝离子进行识别与研究。罗丹明类染料因其具有优异的生物相容性及独特的光物理化学性能，如：摩尔吸收系数大、量子产率高、吸收和发射波长长等[18-19]，罗丹明类衍生物本身是以螺环形式存在的，而螺环状态下表现为无色，无荧光性质，当加入金属离子后，会导致螺环开放，并发出粉红色或橙色荧光，可用于特异性识别金属离子。与其他金属离子相比，铝离子的配位能力差、水化能力强、光谱特性差，阻碍了荧光传感器的研发。实际上，铝离子是一种硬酸，研究发现铝离子更倾向于与含有N和O的配位体作用，罗丹明类荧光染料因其含有氮和氧供体，可作为铝离子传感器[20-21]。
到目前为止，许多铝离子荧光探针已经被设计合成出来，但是这些荧光探针对铝离子的识别往往是荧光猝灭型的，因此导致了它们在生物体系中的实用性不强且检测限较高。因此，研究一种能够快速、灵敏、成本低廉、操作简便且能够广为推广的检测生物体及水体中铝离子含量的方法迫在眉睫。
参考文献：
[1] LiaoZ. C.，Yang Z. Y.，LiY. et al . A simple structure fluorescent chemosensor for high selectivity and sensitivity ofaluminum ions[J] . Dyesand Pigments, 2013, 97:124-128
[2]解雪乔，蔡云凤，韩娟等．一种亲水性温敏聚合物荧光探针的制备及用于农产品中铝离子的检测[J]．分析化学研究报告，2018，46(4)：502-510
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