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把金属配体修饰在环糊精上，合成既能与金属离子配位又能与有机客体结合的双功能环糊精衍生物，是近年来环糊精化学发展的主要方向之一。具有荧光特性的修饰环糊精金属配合物不仅可以构筑具有独特光电子转移特性的分子器件，实现非共价键能量传递和光电子转移，还能应用于对金属离子或有机小分子的检测。考虑到具有荧光特性的修饰环糊精金属配合物在生物检测方面存在的潜在应用价值，我们将能与Tb<3+>或Zn<2+>配位的有机配体修饰在环糊精上，并以修饰环糊精或金属配合物为荧光探针，考察其与胶束或细胞膜的作用特性，对修饰环糊精在生物检测中的应用进行初步探索。
1．利用吡啶二甲酸与乙二胺修饰β-环糊精反应，合成了吡啶二甲酸修饰β-环糊精(Py-CD)。Py-CD能与Tb<3+>形成3：1配合物，因修饰基团能对稀土离子进行能量传递，配合物能发射Tb<3+>的特征荧光，同时配合物的环糊精单元还可以键合其它有机客体分子。以Py-CD稀土配合物为荧光探针，借助核磁、二维核磁、浊度测定、透射电镜和荧光显微镜等仪器和手段，研究该环糊精稀土配合物与脱氧胆酸胶束的作用模式。当脱氧胆酸浓度大于一级胶束浓度时，脱氧胆酸分子通过疏水端背靠背聚集成小胶束，其亲水端指向胶束外的水相。研究结果表明，配合物中的环糊精优先包结脱氧胆酸带羧基链的亲水端，该配合物包结三个脱氧胆酸分子后，处于环糊精空腔外的脱氧胆酸疏水端能插入胆酸胶束相，这样配合物起到类似交联剂的作用，能诱导胆酸胶束的二次聚集。浊度实验证明随着配合物浓度的提高，二次聚集形成的胶束簇(假稳态相)可继续增大。因配合物具有Tb<3+>的绿色荧光，利用荧光显微镜可以观察到这种“假稳态相”的存在。
2．6-甲氧基-8-对甲苯磺酰氨基喹啉(TSQ)，是应用非常广泛的锌荧光探针。TSO系列荧光探针已经成功地应用于对神经元等细胞中锌离子的荧光显微成像。但是TSQ系列荧光探针在水中的溶解度很低，需用DMSO溶解后使用，对活细胞伤害很大。将TSQ的类似物N-(8-对氨基苯磺酰)胺基喹啉(HQAS)直接与β-环糊精单醛反应，得到的修饰环糊精(HQAS-1-CD)不仅水溶性显著提高，其在水溶液中也与Zn<2+>形成2：1配合物，配合物稳定常数(logK)为12.4。向HQAS-1-CD溶液中加入Zn<2+>后，荧光增强5.7倍，并且生物体系中含量较多的碱金属或碱土金属离子几乎不干扰Zn<2+>的荧光。由于HQAS-1-CD的环糊精单元与细胞膜中的磷脂分子、胆固醇甚至蛋白质有一定结合力，HQAS-1-CD可以吸附在细胞膜上。向HQAS-1-CD处理过的酵母细胞培养液中加入锌离子，酵母细胞呈现绿色荧光。这一结果表明，HQAS-1-CD可以作为细胞非渗透性锌荧光探针监测细胞分泌物中锌离子的含量。
3．为了进一步提高锌荧光探针的水溶性和与细胞表面的结合强度，通过一条柔性长链将HQAS和β-CD连接起来，得到了水溶性更好的修饰环糊精锌荧光探针(HQAS-2-CD)，该探针对Zn<2+>的选择性和荧光增强程度与HQAS-β-CD相当。以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)胶束模拟细胞膜的疏水层，利用lH NMR、荧光光谱和荧光寿命测定研究HQAS-2-CD与CTAB胶束的作用模式。结果表明，HQAS-2-CD的修饰基团。HQAS能嵌入CTAB胶束的疏水层，同时其环糊精空腔能包结CTAB分子，这两者的协同作用使HQAS-2-CD可以固定在胶束表面。酵母细胞染色实验结果表明，HQAS-2-CD锌配合物对酵母荧光成像效果远比HQAS-1-CD好。HQAS-2-CD可以作为固定在细胞表面的锌荧光探针，捕捉透过细胞表面的锌离子，用于活细胞锌流出物的荧光显微分析，以及借助微注射技术观测神经元中锌离子的真实分布形态。