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焦磷酸是生物体内多种代谢反应的中间产物,在生命过程中具有重要的作用。ATP是一种不稳定的高能化合物，在生物体系中是自由能的主要供体和直接供体，而不是自由能的储存形式。ATP含有两个磷酸酐键，当ATP水解释放能量时，会释放出焦磷酸(PPi)，从而推动生命活动。焦磷酸可以在DNA聚合酶的催化下参与DNA复制。因此，PPi的检测可以用来间接地研究DNA序列的实时监控。水焦磷酸钙结晶堆积症和软骨钙化病患者都会临床表现出在骨液中含有偏高的PPi含量。
PPi的检测在治疗癌症领域也起着非常重要的作用。在日常生活中,焦磷酸主要用作软水剂及食品添加剂等。免疫分析、DNA杂交检测、SNP(单核苷酸多态性)分析在生命科学研究中具有重要的意义,广泛应用于生物学、医学诊断等方面因而焦磷酸(PPi)和核苷三磷酸阴离子(NTP,其中N=A,C,G,U)在生命体的正常运转中发挥必不可少的作用,因此对它们的识别与检测具有非常重要的意义。
对ATP、PPi的方法有很多，包括高性能液相色谱法，电化学传感，电感耦合等离子体原子发射光谱法，质谱法，原子吸收光谱法等。
分子识别是广泛存在的自然现象,特别是在生命过程中,分子识别起着极其重要的作用。分子荧光作为传感信号。分子识别是主体对客体的选择性结合并产生某种特定功能的过程，是分子或者离子之间一种特殊的，专一性的相互作用。早期的分子识别主要用于生物体系，尤其是对酶的专一性识别。直到1970年，在研究金属离子的选择性识别时，分子识别才第一次由生物领域进入到化学领域。由于分子识别过程中产生的微观变化一般不易被人们所感知，需要将其转化成光、电、磁等宏观信号。随着光信号尤其是荧光信号优越性的日益显现，荧光分子探针应运而生。
一般凡是在一定体系内,当某一种物质或体系的某一物理性质发生变化时,该分子的荧光信号能发生相应改变的分子就可称为某一物质或某一物理性质的荧光分子传感器是指在识别过程中分子荧光信号能够快速、可逆响应的荧光分子探针。一般情况下，荧光分子探针的结构可以简单地分为三部分，即：荧光团（fluorophore）、识别基团（receptor）和连接臂（linker）。荧光团是发出光学信号的信息源；识别基团是可以和检测底物特异性结合的基团；连接臂用以连接识别基团和荧光团。
荧光分子探针的识别原理主要包括以下几种：光诱导电子转移（PhotoinducedElectronTransfer,PET）、分子内电荷转移（IntramolecularChargeTransfer,ICT）、荧光共振能量转移（FluorescenceResonanceEnergyTransfer,FRET）、激发态分子内质子转移（Excited-stateIntramolecularProtonTransfer,ESIPT）、激基缔合物（Excimer）和C=N异构化（C=NIsomerization）等。基于光诱导电子转移（PET）机理的荧光分子探针一般由三部分组成，即荧光团（fluorophore）识别基团（receptor）和连接臂（linker）。如果荧光团本身的荧光比较强，在没有客体存在时，识别基团的孤对电子会使荧光团的荧光猝灭，一旦识别基团和客体结合后，光诱导电子转移过程被减弱或者受到抑制，荧光团的荧光强度增强或者恢复，荧光信号表现为明显的关-开状态的转换，因此也被称为荧光分子开关。基于PET机理的荧光分子探针最为常见。通常，在已报道的探针中多数以脂肪胺、芳胺以及它们的衍生物、氮杂冠醚等含有孤对电子的杂原子作为识别基团，也是PET的电子给体（即荧光猝灭基团）。而且，荧光团和识别基团之间一般采用亚甲基、乙基和丙基等短链烷基相连接，但是，如果连接基过长，PET效
果会变差。
荧光分子探针检测法即按照荧光分子传感器设计原理,在荧光团上连接传统的受体分子,构成超分子荧光传感器,用于识别金属离子等环境污染物。荧光分析法以其灵敏度高、选择性好等优点得到迅速的发展,其中荧光分子探针检测技术在环境分析化学中应用广泛。
荧光探针法一般不会破坏样品，属于非侵入性检测，并且可通过荧光强度和检测物浓度之间的关系对被检测物进行定量分析，这使得荧光分子探针在生物、环境和医学等领域都显示出诱人的应用前景。
尽管焦磷酸阴离子检测的发展才近十几年的时间，但是由于它在生物应用中非凡的意义，得到了非常迅猛的发展，并且取得了非常可观的研究成果。同时，已开发的PPi探针依然存在一些水溶性、选择性、灵敏度等缺陷没有克服，因此，探索新型PPi探针依然是当今探针的一个重要的课题。
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