杭州师范大学刘俊秋教授课题组对基于冠醚结构的人工离子跨膜传输体系进行了系统性的分类和总结。随后，介绍了冠醚类人工离子传输系统在生物医药等领域中的应用。最后，阐述了该领域面临的一些挑战和解决方法。

细胞膜是大多数物质进出细胞的屏障，细胞内、外环境之间的物质交换对于维持生理系统的正常运行至关重要。一些疏水小分子或不带电荷的极性小分子可以通过扩散穿过磷脂膜，而一些带电物质如阴离子和阳离子则依赖离子载体或通道蛋白进行跨膜运输。膜通道蛋白不仅参与调节细胞的新陈代谢、细胞渗透压和pH值，而且与神经信号的传导密切相关。通道蛋白的功能障碍可能导致包括囊性纤维化和心律失常等一系列严重的离子通道病。近年来，通过模拟天然通道蛋白的结构和功能，科学家们成功制备了一系列的人工离子通道模型。其中，许多大环类分子如冠醚、环糊精、柱芳烃和杯芳烃等因其独特的空腔结构和离子识别特性，被广泛应用于人工离子跨膜通道、载体的构筑。

冠醚作为一种大环聚醚分子具结构简单、易于修饰的特点，并且可以和多种无机或有机阳离子发生特异性主-客体识别。此外，冠醚与碱金属离子之间的结合能力很大程度上遵循尺寸匹配效应，例如，12-冠-4倾向结合内径较小的锂离子，15-冠-5和18-冠-6分别偏好结合钠离子和钾离子，而21-冠-7倾向于结合直径更大的铷离子和铯离子。更重要的是，冠醚的离子结合性能可以通过修饰其结构进行调控。而其他的大环分子的合成相对复杂，结构难以修饰以及离子结合能力较差。因此，冠醚逐渐成为了研究构建人工跨膜离子转运体的最热门的分子之一。

本综述对近几十年来基于冠醚结构的人工离子跨膜传输系统进行了详细的总结，并将不同的类型（例如：单分子通道、自组装通道、分子机器等）进行了分类和归纳。此外，本文还详细阐述了冠醚类的离子转运体的分子设计原理、运作机制、性能调控以及生物医药应用。最后，本文还提出了该领域目前面临的一些挑战和可能的解决方法。本文提供了关于冠醚衍生的跨膜离子转运体的全面概述，为未来人工离子转运体的设计和应用提供一定的启发。