Zhen Yan, Min Qiao, Liping Ding* and Yu Fang. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2024, 73:101831

表面活性剂是一类两亲性分子化合物，其分子结构包含亲水头基和疏水尾链（图1a）。这使得表面活性剂分子在水溶液中具有独特的组装行为，可自组装形成各种聚集体，如胶束、囊泡、脂质体等。这些聚集体具有疏水内核和与亲水外表面，且处于动态组装平衡，易受离子强度、pH值、化学物质等外界刺激的影响。表面活性剂聚集体的异质微结构使其能够在水溶液中增溶有机染料，在构建荧光化学/生物传感器得到广泛应用。荧光传感器可分为选择性和交互响应式（图1b）。前者通常含有特异性受体结构，可在多种检测样本中选择性结合并识别目标分析物。后者则通常是由一些非特异性传感单元的组合，传感单元对所有分析物的响应程度不同而具有交互响应性。所有传感器单元输出信号的组合可产生针对特定分析物的特定识别指纹图谱，通过主成分分析、线性判别分析等多变量数据分析方法可实现对多种分析物的区分识别。因此，交互响应荧光传感器不仅可以鉴别相似分析物，而且可以分析生物流体或混合物等复杂样品，这使其在实际应用中更具吸引力。

表面活性剂聚集体已被广泛应用于构建荧光传感器，它们可以提供疏水核心来封装荧光团或与荧光团共组装，使用表面活性剂聚集体具有多种优势（图1c），例如增加有机荧光团的水溶性，增强被包封荧光团的荧光稳定性和量子产率等。此外，将两亲性表面活性剂聚集体与荧光团结合，不仅可以保持荧光性质，而且由于其动态组装特性，可以提供对外界刺激的敏感性。可灵活选择和组装不同的表面活性剂聚集体和荧光团，使集成传感器系统表现出不同的结构/光物理性能，具有多重相互作用、聚集行为可变、组装条件温和多刺激响应性等优点。

文中系统介绍了表面活性剂聚集体在构建交互响应性荧光传感器和阵列方面的研究进展，重点介绍了基于非荧光表面活性剂聚集体和类表面活性剂荧光两亲体的不同构建策略（图2）。采用了三种方法来改变基于表面活性剂聚集体的传感单元构建传感器阵列：1）使用特定的表面活性剂聚集体来封装不同的荧光团以产生多个传感单元；2）使用不同类型的表面活性剂聚集体来封装一个特定的探针以提供不同的传感单元；3）使用不同的荧光两亲性聚集体提供多个传感单元。建立基于单一体系的交互响应性传感器的方法有:1）具有多发射带的荧光团的组合；2）封装两个光物理性质相关但未连接的荧光团（FRET对，D-A对等）；3）采用具有多个发射带的荧光两亲性聚集体。虽然表面活性剂组件在构建交互响应性荧光传感器和阵列方面显示出了各种优势，但这种方法以及表面活性剂在交互响应性传感中的作用仍需要更多的探索。

图1 （a）表面活性剂聚集体在水溶液中的动态组装过程的示意图。（b）选择性传感器（荧光团-连接臂-受体传感器）和传感器阵列（由一组传感器元件组成）示意图。（c）表面活性剂聚集体在构建荧光传感器方面的优点。

图2 得益于表面活性剂的微观非均相结构和动态组装特性，表面活性剂聚集体通过不同的策略被广泛应用于构建交互响应性传感器和阵列

第一作者：陕西师范大学博士研究生闫珍

通讯作者：陕西师范大学丁立平教授

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cocis.2024.101831