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我们课题组设计了一种4, 4-二(羧基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6染料具有冠醚环和羧基偶氮组相结合的一种多功能染料，这种染料在选择性检测Hg2+具有比色传感行为。对Hg2+的线性识别范围大概2.5-58×10-7 M其相关系数为0.9978。该方法可用于3种环境水样的分析，检测底限为2.9×10-8 M，相对标准偏差小于3.7 %。对检测Hg2+好的选择性体现在利用剪裁-N=N-组结合位点减少其他共存离子干扰（图 1b），-COOH基团的引入可增加该传感器的水溶解度。
最近，工作者们研制了一种以1, 4, 7-三乙酸，三叔丁酯为结合部位（NBD）新型的可选择性检测Hg2+的比色传感器，（如图1所示）。因为NBD氮原子孤电子对与Hg2+的强相互作用，电荷发生了从胺片到硝基的转移，当有Hg2+的存在时传感系统[25]的颜色从粉红色变为黄色。A430 / A508比率图表明Hg2+浓度呈线性趋势，Hg2+在水环境检测限范围是5.0×10-4到1.5×10-6 M。
Hg2+与聚醚形成配合物的示意图
1.2基于方酸的传感器
方酸是一种最受欢迎的分子传感器单元。其刚性D-π-A-π-D共轭结构赋予该分子在近红外区域[26,27]具有较强的吸收。尤其在近红外区域的检测灵敏度可以通过排除可见光区域的背景吸收而明显改善。有了这个优点，很多方酸衍生物已被设计和应用于重金属离子的检测。对Hg2+的高选择性归因于酸性质的尺寸效应。例如，Avirah 课题组[28]报道了将半方酸染料（SSQ）作为一种新型探针用于定性检测Hg2+（图 2a）。加入Hg2+导致SSQ溶液在472 nm的吸光峰完全消失，并能观察到溶液由深黄色到无色的颜色变化。
为了提高对Hg2+检测的选择性和灵敏度，我们设计了一种由芳酸连接两个可以捕获Hg2+的冠醚的传感器（图 2b）[29]。随着Hg2+的加入溶液由蓝色变为无色。在最佳条件下，检测的线性范围为7.5-150×10-8 M，相关系数为0 9983，相对标准偏差小于2.4 %。
此外，Wang课题组[30]开发了一个基于DTSQ的Hg2+选择性化学传感器，其只会和Hg2+反应而引起颜色的不可逆变化，这是因为Hg2+引发了双硫方酸染料的脱硫而得到含氧的芳酸染料（SQ）（如图 2c所示）。其作用机理是当Hg2+与DTSQ的比例为1 : 2时，Hg2+会与硫原子配位从而导致可见光谱的变化。这种转化只会专一性针对Hg2+。
利用方酸分子特定的聚集效应，Chen课题组[31]设计了基于方酸的比色传感器。随着Hg2+的加入，溶液的颜色从紫色变为蓝色。在线性浓度为0.13-0.63 μM时检测限度可达到7.1×10-9 M。颜色的变化主要是由于芳酸与Hg2+以1 : 2的比例结合以及与Hg2+形成配合物后侧臂的位阻导致解聚，如图2d所示。
最近，Shafeekh 课题组[32]报道了不对称的方酸作为荧光探针检测甲醇中的Hg2+。随着Hg2+的加入，溶液的颜色由蓝变紫，使得通过肉眼可以检测最低浓度约为18×10-6 M的Hg2+。不对称的芳酸与Hg2+通过苯基的C-C键以1 : 1的形式结合，如图2e所示。硫烷基的取代提高了在甲醇中对Hg2+的结合能力并使得加成反应更易发生。
Hg2+与溶剂化方酸菁染料结合模型
1.3 基于罗丹明的传感器
罗丹明及其衍生物由于其特殊的光物理性质是另一种常用于检测各种重金属离子的有机传感器[33,34]。罗丹明衍生物本身是无荧光发射以及无色的，然而其中内酰胺基团的开环会产生强的荧光中心，提供了一个可用于比色检测的明确信号。Yang课题组[35]发现罗丹明6G衍生物可用于检测水溶液中的Hg2+。将Hg2+加入染料溶液中可引起内酰胺的瞬时开环（图3）并伴随着溶液从粉红色到强荧光黄。在这个体系中，使用Hg2+诱导的罗丹明衍生物中噁唑林的不可逆形成，通过浓度小于2 ppb的Hg2+与其1 : 1混合后的荧光强度的变化实现对Hg2+的灵敏检测。其原理说明这种方法可以在实践的基础上快速测定水环境中的Hg2+浓度。