A környezetben megjelenő toxikus fémionok lehetnek természetes eredetűek, de származhatnak antropogén forrásokból is. Ezek a fémionok a környezetben különböző átalakulásokon mehetnek át, ami befolyásolja megjelenési formájukat, mobilitásukat, oldhatóságukat és ennek megfelelően bioelérhetőségüket is. Toxicitásuk miatt a táplálékláncba kerülésük jelentős kockázati tényezőt jelent a tápláléklánc összes szereplője számára. Mindez elengedhetetlenné teszi hatékony kimutatásukat és meghatározásukat, szükség esetén eltávolításukat a szennyezett közegekből, továbbá a mérgezések kezelését, a detoxifikálást. A fémionok vizes környezeti mintákból vagy biológiai fluidumokból történő kimutatására elterjedten használt robusztus, (nagy)műszeres analitikai kémiai eljárások melletti alternatívaként egyre nagyobb figyelem fordul kémiai / biokémiai szenzorok fejlesztése felé. Ezekben jól megtervezett molekulák fémion megkötése az adott fémion kimutatására / mennyiségi meghatározására alkalmas (pl. optikai) jelet produkál.