辽科大在荧光探针-智能手机联用实现“裸眼”定量检测硫化氢领域取得新进展

近日，从必发7790电子集团入口首页化学工程学院获悉，该院金属有机化学与分子功能材料团队，在荧光探针-智能手机联用实现“裸眼”定量检测硫化氢领域取得新进展，相关研究以《Red-emitting fluorescent probe for hydrogen sulfide detection and its applications in food freshness determination and in vivo bioimaging》为题发表在《Food Chemistry》。该论文第一作者为辽科大博士生尚主业，指导教师为辽科大张志强教授。

硫化氢（H2S）是继一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）之后的第3种内源性气体信号分子，具有抗炎、抗肿瘤、调节离子通道、保护心血管和抗氧化等功能，在人体生理活动中发挥着重要的生物学效应。然而，细胞内H2S浓度的紊乱会造成多种疾病，如糖尿病、阿尔兹海默症和神经退行性疾病。H2S又是大蒜和肉类等含硫食品细菌代谢的主要挥发物之一，H2S的水平是评价食品新鲜度及可食性的一项重要指标。此外，酿酒酵母在发酵过程中产生的H2S会对发酵饮料和食品的口感和风味产生负面影响。因此，开发快速、便捷、灵敏和特异性的H2S检测技术，对疾病早期诊断以及食品安全监测具有重要的应用价值。近期，化工学院金属有机化学与分子功能材料团队设计开发了一种红光发射荧光探针（XDS），成功应用于活体内和实际样品中的H2S的定性和定量检测，并进一步将荧光探针与智能手机相结合，仅通过“裸眼”即可实现对实际水样和啤酒样品中的H2S进行现场即时快速定量检测。

本研究设计并合成了一种红光发射荧光探针XDS。在H2S存在下，由于XDS中C=C键与H2S的亲核加成反应，香豆素衍生物到绕丹宁-CN的ICT过程被阻断，导致显著的荧光淬灭。XDS具有红色发射（611 nm）、可适用于生理pH、低细胞毒性、高灵敏度（0.98 μM）和对H2S的特异性识别等优点。利用XDS作为探针，通过“裸眼”比色分析和校准曲线法分别对真实水样和啤酒样品中的H2S进行了半定量和定量检测，并实现了对食品腐败过程所产生的H2S的“裸眼”实时监测。设计进一步将XDS与智能手机相结合，利用智能手机的色度提取和处理功能，开发了一种便携式检测技术，成功用于实际水样和啤酒样品中H2S含量的即时快速定量检测。此外，XDS还成功应用于小鼠体内内源性和外源性H2S的荧光成像。该方法的成功开发有望为探究H2S在生物医学系统中的作用以及为食品安全检测提供了一种有效的手段。（供稿单位：化工学院 图片来源：化工学院）

荧光探针的合成和识别机制以及与智能手机联用用于实际样本中的H2S的定量检测

“裸眼”实时监测食品腐败过程所产生的H2S