1.一种多肽金属离子传感器，所述多肽金属离子传感器包含具有异源金属离子结合位点的工程化红色荧光多肽(RFP)，所述异源金属离子结合位点包括多个带负电荷的残基，所述多个带负电荷的残基在结合至其的金属离子的存在下包括五角双锥几何学取向的多个羧基氧，并且其中所述金属离子结合位点与所述工程化RFP的发色团区域协作相互作用，使得当所述传感器不具有结合至其的金属离子时它发出第一荧光信号，并且当所述传感器具有结合至其的金属离子时它发出第二荧光信号，其中所述第一荧光信号和所述第二荧光信号是可区分地可检测的，并且其中所述金属离子传感器具有至少10s-1的对所述金属离子的koff值。
2.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述红色荧光多肽(RFP)具有与氨基酸序列SEQ ID NO：40至少95％的相似性。
3.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述工程化红色荧光多肽(RFP)在氨基酸序列SEQ ID NO：40的氨基酸位置152、203、205、207、221、223和227中的至少一个中具有异源带负电荷的氨基酸取代。
4.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器被缀合到特异性识别细胞的结构特征的至少一个靶向多肽基序。
5.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述至少一个靶向多肽基序特异性识别细胞的内质网或肌质网的靶组分。
6.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述靶向多肽基序具有与选自SEQ ID NO：64、76-78的氨基酸序列至少90％的序列同一性和序列KDEL。
7.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述金属离子结合位点特异性结合选自由以下组成的组的金属离子：钙、铅、钆、镧、铽、锑、锶、镁、汞和镉。
8.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述第一荧光信号和所述第二荧光信号在强度、波长和寿命中的至少一个中不同。
9.根据权利要求1所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器的氨基酸序列具有与选自由SEQ ID NO：41-63组成的组的序列至少90％的相似性。
10.根据权利要求9所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器的氨基酸序列具有与选自由SEQ ID NO：41-63组成的组的序列至少95％的相似性。
11.根据权利要求10所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器的氨基酸序列具有与选自由SEQ ID NO：41-45组成的组的序列至少95％的相似性。
12.一种重组核酸，其具有与选自由SEQ ID NO：7-36组成的组的序列具有至少95％的相似性或将多肽金属离子传感器编码成选自由SEQ ID NO：41-63组成的组的氨基酸序列的核苷酸序列。
13.根据权利要求12所述的重组核酸，其中所述重组核酸可操作地插入到表达载体核酸序列中。
14.根据权利要求13所述的重组核酸，其中所述重组核酸在细胞内。
15.一种多肽金属离子传感器，所述多肽金属离子传感器包含具有异源金属离子结合位点的工程化绿色荧光多肽(GFP)，其中所述工程化GFP为具有与氨基酸序列SEQ ID NO：37至少90％相似性并具有在序列SEQ ID NO：37中并且选自由L22V、S175G及I218M组成的组的至少一个氨基酸取代的变体，并且所述工程化GFP当具有结合至其的金属离子物质时，具有与结合至相同的金属离子物质的多肽SEQ ID NO：37相比在37℃升高的荧光输出。
16.根据权利要求15所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器被缀合到特异性识别细胞的结构特征的至少一个靶向多肽基序。
17.根据权利要求15所述的多肽金属离子传感器，其中所述至少一个靶向多肽基序特异性识别细胞的内质网或肌质网的靶组分。
18.根据权利要求17所述的多肽金属离子传感器，其中所述靶向多肽基序具有与选自由序列SEQ ID NO：64、76-78组成的组的氨基酸序列至少90％的序列同一性和序列KDEL。
19.根据权利要求15所述的多肽金属离子传感器，其中所述金属离子结合位点特异性结合选自由以下组成的组的金属离子：钙、铅、钆、镧、铽、锑、锶、镁、汞和镉。
20.根据权利要求15所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器的氨基酸序列具有与选自SEQ ID NO：65-75和79-82的序列至少90％的相似性。
21.根据权利要求20所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器的氨基酸序列具有与选自SEQ ID NO：65-75和79-82的序列至少95％的相似性。
22.根据权利要求21所述的多肽金属离子传感器，其中所述传感器的氨基酸序列具有选自SEQ ID NO：65-75和79-82的序列。
23.一种重组核酸，所述重组核酸具有与编码多肽金属离子传感器的序列具有至少
95％的相似性的核苷酸序列，所述多肽金属离子传感器具有选自SEQ ID NO：65-75和79-82的氨基酸序列。
24.根据权利要求23所述的重组核酸，其中所述重组核酸可操作地插入到表达载体核酸序列中。
25.根据权利要求23所述的重组核酸，其中所述重组核酸在细胞内。
26.一种检测生物样品中的金属离子的方法，所述方法包括：
(i)提供多肽金属离子传感器，所述多肽金属离子传感器选自：(a)具有异源金属离子结合位点的工程化红色荧光多肽(RFP)，所述异源金属离子结合位点包括多个带负电荷的残基，所述多个带负电荷的残基在结合至其的金属离子的存在下包括五角双锥几何学取向的多个羧基氧，并且其中所述金属离子结合位点与所述工程化RFP的发色团区域协作相互作用，使得当所述传感器不具有结合至其的金属离子时它发出第一荧光信号，并且当所述传感器具有结合至其的金属离子时它发出第二荧光信号，其中所述第一荧光信号和所述第二荧光信号是可区分地可检测的，并且其中所述金属离子传感器具有至少10s-1的对所述金属离子的koff值，以及(b)具有异源金属离子结合位点的工程化绿色荧光多肽(GFP)，其中所述工程化GFP为具有与氨基酸序列SEQ ID NO：37至少90％相似性并具有在序列SEQ ID NO：
37中并且选自由L22V、S175G及I218M组成的组的至少一个氨基酸取代的变体，并且所述工程化GFP当具有结合至其的金属离子物质时，具有与结合至相同的金属离子物质的多肽SEQ ID NO：37相比在37℃升高的荧光输出；
(ii)将所述多肽金属离子传感器或具有编码所述金属传感器的核酸序列的表达载体递送至生物样品中；
(iii)检测由所述传感器发出的第一荧光信号；
(iii)在所述生物样品中产生生理或细胞变化；
(iv)检测在步骤(iii)之后由所述传感器发出的第二荧光信号；以及
(v)比较所述第一荧光信号和所述第二荧光信号，其中在所述第一荧光信号和所述第二荧光之间在波长、强度和寿命中的至少一个中的比率变化指示样品中金属离子的释放速率或细胞内浓度的变化。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述信号强度中的比率变化提供了所述样品中的金属离子的定量测量。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述生物样品是动物或人受试者的细胞或组织或从动物或人受试者中分离的细胞或组织。
29.根据权利要求26所述的方法，其中当金属离子结合到所述传感器时所产生的荧光信号用于生成图像。
30.一种遗传修饰的细胞，所述遗传修饰的细胞包含根据权利要求25所述的重组核酸。