核酸中的碱基T（胸腺嘧啶）能特异性的与汞离子形成T-Hg-T配合物，因此很多富含T的寡聚DNA汞离子探针相继被开发出来。但核酸类探针在生物体中稳定性差，不适合生物样品检测。在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和化学所的支持下，化学所活体分析化学院重点实验室的科研人员发展了系列的基于小分子化合物的汞离子探针和分离材料。
基于碱基T与汞离子的特异性相互作用，结合酞菁分子构建了汞离子探针：4T-酞菁，可用于汞离子的可视化检测和荧光检测(Anal Chem 2009, 81, 3699)。以巯基修饰的胸腺嘧啶，与金纳米粒子自组装构建了一种可视化的汞离子传感器，肉眼可观察到0.5M汞离子引起的颜色变化(Anal Sci 2010, 26, 1169)。合成了碱基T修饰的高分子微球，能高选择性的吸附水溶液中汞离子，吸附容量达200 mg/g，可用于复杂体系中汞离子的选择性富集与去除(Talanta 2009, 78, 253)。进一步发现碱基T与汞离子的特异性相互作用并不是碱基T特有的属性，而是所有环状N-H酰亚胺分子的共同特性（碱基T也具有酰亚胺的结构单元）。汞离子取代酰亚胺氮原子上的氢形成N-Hg-N键，同时释放出两当量的质子（见下图1）。该反应为可逆反应，在pH小于4时向逆反应方向进行，在pH大于4时快速向正反应发现进行。该反应特异性高，酰亚胺分子只与汞离子发生反应，不与其他离子反应。汞离子与萘酰亚胺荧光分子结合能淬灭萘酰亚胺的荧光，可用于发展新的汞离子荧光探针。该发现是为进一步发展高效、稳定、价廉的汞离子吸附材料和探针提供了科学依据(Dalton Trans 2011, 40, 899)。
图1 N-H酰亚胺分子与汞离子的反应
