近日，遼寧科技大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院“金屬有機(jī)化學(xué)與分子功能材料團(tuán)隊(duì)”在熒光探針-智能手機(jī)聯(lián)用“裸眼”實(shí)時(shí)檢測(cè)領(lǐng)域取得新進(jìn)展，成功應(yīng)用于食品、飲料、焦化廢水以及生物體內(nèi)二氧化硫（SO₂）衍生物的定性和定量檢測(cè)。相關(guān)研究以《A near-infrared fluorescent probe for rapid and on-site detection of sulfur dioxide derivative in biological, food and environmental systems》為題發(fā)表在《Journal of Hazardous Materials》。該論文第一作者為遼科大博士生尚主業(yè)，指導(dǎo)教師為遼科大張志強(qiáng)教授。

二氧化硫（SO₂）是一種氣態(tài)污染物，通常在各種工業(yè)活動(dòng)中產(chǎn)生。例如，焦化過(guò)程中的SO₂在水中溶解后，同時(shí)以有毒氣體和亞硫酸氫鹽（HSO₃–）的形式排放。在食品飲料行業(yè)中，SO₂及衍生物HSO3–被廣泛用作防腐劑。在生物系統(tǒng)中，SO₂最近被定義為體內(nèi)第四種氣體信號(hào)分子，在人體內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能。然而，攝入過(guò)量的SO₂和HSO₃–會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)、心腦血管、神經(jīng)系統(tǒng)疾病甚至肺癌。監(jiān)測(cè)焦化廢水、食品等樣品中以及生物體內(nèi)SO₂及衍生物HSO₃–的水平，對(duì)于確保其水平保持在可接受的范圍內(nèi)，減少環(huán)境影響、公共衛(wèi)生和生命健康等問(wèn)題都至關(guān)重要。目前，檢測(cè)HSO₃–的方法只能由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在配備齊全的實(shí)驗(yàn)室中完成。由于HSO₃–的濃度會(huì)隨著樣品收集和運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間而發(fā)生波動(dòng)，容易導(dǎo)致檢測(cè)誤差，這一直是SO₂衍生物檢測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。因此，開(kāi)發(fā)快速、可現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)HSO₃–的新方法至關(guān)重要。

本研究報(bào)道了一種新型近紅外熒光探針（SL），用于快速和現(xiàn)場(chǎng)分析焦化廢水和食品樣品中的HSO₃–，并用于評(píng)估生物體內(nèi)HSO₃–的水平。由于D-π-A結(jié)構(gòu)和典型的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）過(guò)程，探針SL在810 nm處顯示出較強(qiáng)的近紅外熒光發(fā)射。在HSO₃–存在下，HSO₃–與C=C鍵的Michael加成反應(yīng)導(dǎo)致π共軛體系和ICT過(guò)程被破壞，使得SL溶液顏色由深紅色變?yōu)闊o(wú)色，熒光由藍(lán)紫色變?yōu)闇\藍(lán)色。該探針具有近紅外發(fā)射（810 nm）、大的Stokes位移（290 nm）、比率型響應(yīng)、靈敏度高（38nM）、響應(yīng)快（40s）和高的生物相容性等優(yōu)勢(shì)。探針SL成功應(yīng)用于活體HeLa細(xì)胞和動(dòng)物體內(nèi)HSO₃–的熒光分析和成像。同時(shí)，通過(guò)將探針SL與智能手機(jī)聯(lián)用實(shí)現(xiàn)了實(shí)際食品樣品和自來(lái)水、飲用水、河水和焦化廢水等實(shí)際水樣中HSO₃–含量的定量檢測(cè)，推進(jìn)了終端用戶(hù)在沒(méi)有專(zhuān)業(yè)人員和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況下對(duì)SO₂衍生物進(jìn)行快速、現(xiàn)場(chǎng)分析的檢測(cè)新技術(shù)。（供稿單位：化工學(xué)院 圖片來(lái)源：化工學(xué)院）

圖1. 熒光探針的識(shí)別機(jī)制以及與智能手機(jī)聯(lián)用用于實(shí)際樣品中SO₂衍生物的定量檢測(cè).

圖2. 食品樣品中SO₂衍生物的檢測(cè).

圖3. 實(shí)際水樣中SO₂衍生物的檢測(cè).