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胆固醇是人体必需营养素和重要疾病生物标志物，现有检测方法存在诸多局限。研究人员设计合成基于氰基芪的双离子大环化合物（DIM）用于检测胆固醇。该方法灵敏度高、选择性好，能在多种场景检测，为胆固醇检测提供新途径。
胆固醇，这个在人体中扮演着多重角色的物质，既是维持生命活动必需的营养素，又是众多疾病诊断的关键生物标志物。想象一下，它就像一把双刃剑，适量的胆固醇能帮助维持细胞的正常生理功能，保证人体各项机能有条不紊地运转；但一旦它的含量失衡，就可能引发一系列健康问题。血液中胆固醇水平过高，会悄无声息地增加高血压、冠心病以及动脉粥样硬化等心血管疾病的发病风险，犹如一颗定时炸弹，随时威胁着人们的健康；而胆固醇含量过低，也并非好事，它会导致低脂蛋白血症、营养不良等病症，影响身体的正常发育和运作。
正因如此，准确、便捷地检测胆固醇含量在环境监测、食品安全把控以及临床诊断等多个领域都显得至关重要。然而，传统的胆固醇检测方法，像免疫分析法、电化学法、高效液相色谱法（HPLC）、比色法以及酶法等，虽然在一定程度上能够实现胆固醇的检测，但却存在不少弊端。这些方法往往依赖昂贵且复杂的仪器设备，操作过程繁琐，对样本的前期处理要求极高，而且检测时间长，需要专业人员在特定的实验室环境下操作，这使得它们很难在现场快速检测、日常健康监测等场景中广泛应用。
为了突破这些困境，来自国内的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于开发一种更为高效、便捷的胆固醇检测技术，旨在找到一种能实现即时检测（point - of - care testing）且操作简单的方法。经过不懈努力，他们成功设计并合成出一种基于氰基芪的双离子大环化合物（DIM），这也是首个专门用于检测胆固醇的有机荧光传感器小分子体系。相关研究成果发表在《Bioorganic Chemistry》杂志上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过 Job 曲线、1H NMR 光谱、MS 光谱、XRD 分析、偏光显微镜（POM）观察、圆二色谱（CD）光谱、圆偏振发光（CPL）研究以及密度泛函理论计算等技术，深入探究了 DIM 与胆固醇之间的相互作用机制。
研究人员首先对 DIM 进行了设计与合成。他们精心构建的 DIM 分子具有独特的结构：其大环结构形成了三维疏水空腔，这个空腔的大小与胆固醇分子高度匹配，就像一把量身定制的锁，能精准地锁住胆固醇这把 “钥匙”，实现选择性的宿主 - 客体识别；分子中的双氰基芪核心是典型的聚集诱导发光（AIE）单元，这一特性使得 DIM 在水环境中也能发出强烈的荧光，便于检测；而双咪唑盐结构则增加了 DIM 在水介质中的溶解性，确保其能在检测体系中充分发挥作用。
接着，研究人员对 DIM 检测胆固醇的性能展开研究。实验发现，在检测胆固醇时，DIM 会发生明显的荧光颜色变化，从原本的绿黄色转变为绿蓝色。更为惊喜的是，该检测方法展现出极高的选择性，在 22 种生物分子和 16 种离子共存的复杂体系中，依然能精准地识别胆固醇；其检测限低至 1.03×10?8M，这意味着即使胆固醇的含量极其微小，也逃不过 DIM 的 “火眼金睛”，体现出了卓越的灵敏度。
为了进一步明确检测机制，研究人员借助多种分析技术进行深入探究。Job 曲线、1H NMR 光谱、MS 光谱等实验表明，胆固醇能够嵌入 DIM 的空腔内，形成稳定的复合物；XRD 分析、POM 观察从微观和宏观层面揭示了复合物的结构和形态变化；CD 光谱、CPL 研究以及密度泛函理论计算则从电子结构和光学性质的角度，解释了荧光变化的内在原因，证实了胆固醇与 DIM 之间的特异性相互作用。
最后，研究人员对 DIM 的实际应用潜力进行评估。他们将 DIM 应用于试纸检测、真实蛋黄样品分析以及模拟水样检测等场景。实验结果令人满意，无论是在实验室环境还是模拟的实际生活场景中，DIM 都能实现对胆固醇的定性和定量原位检测，操作简单、快速，展现出良好的实用性。
综上所述，这项研究成功开发出一种全新的胆固醇检测方法，基于氰基芪的双离子大环化合物（DIM）作为有机荧光传感器小分子体系，为胆固醇检测领域带来了新的曙光。它不仅解决了传统检测方法存在的诸多问题，还为即时检测和现场分析提供了可行的解决方案，在临床诊断、食品安全检测、环境监测等多个领域都具有广阔的应用前景，有望为人类健康和生活质量的提升做出重要贡献。
