"基于希夫碱双模式荧光探针的高选择性HClO/ClO? 检测新策略及其在细胞成像中的应用"

研究人员针对HClO/ClO? 在生物与环境中的检测难题，设计合成了一种基于二氨基马来腈希夫碱的"Turn-ON"型荧光/比色双模式探针TPTD。该探针在DMF:水(1:1)体系中可实现97倍荧光增强(522 nm)和溶液褪色现象，检测限达250 nM，通过HRMS和1 H NMR证实其通过亚胺键氧化为羧酸的独特机制，成功应用于实际水样检测和细胞成像，为ROS相关疾病研究提供新工具。

　　

【研究背景】
次氯酸(HClO)及其盐类如同潜伏在生活各个角落的"双面特工"——既是自来水消毒的卫士，又是诱发癌症的潜在帮凶。当医院用含氯消毒剂杀灭病原体时，水体中过量的HClO/ClO^?
会悄然生成致癌物三氯甲烷；而在人体内，这种活性氧(ROS)家族成员一旦失控，便会攻击蛋白质和DNA，与阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病密切相关。传统检测方法如碘量法犹如"老式温度计"，既无法捕捉纳摩尔级的危险信号，更不能窥探活细胞内的动态变化。

贵州医科大学的研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表的研究中，巧妙利用HClO对亚胺键(C=N)的特异性"剪切"能力，将二氨基马来腈希夫碱分子改造成"分子开关"，开发出集荧光增强与颜色变化于一身的双模式探针TPTD。当遭遇HClO/ClO^?
时，探针如同被施了魔法：粉红色溶液逐渐透明，同时发射出翠绿色荧光，这种96 nm斯托克斯位移的特性使其在复杂生物样本中依然保持"火眼金睛"的辨别能力。

【关键技术】
研究采用Suzuki偶联反应构建苯并噻唑-三苯胺骨架，通过亚胺缩合获得目标探针；利用高分辨率质谱(HRMS)和核磁共振(¹
H NMR)解析氧化产物结构；在DMF-水(1:1)体系中测试光谱性能；以人胚肾细胞(HEK293)进行荧光成像验证。

【研究结果】

1. 探针设计：
   通过将三苯胺-苯并噻唑骨架与二氨基马来腈缩合，构建具有分子内电荷转移(ICT)效应的探针TPTD，晶体结构显示其亚胺键为HClO攻击的"阿喀琉斯之踵"。

2. 性能表征：
   加入100 μM NaClO后，522 nm处荧光强度暴增97倍，溶液颜色从粉红到无色的变化肉眼可见，对常见干扰物(如H₂
   O₂
   、ONOO^-
   )表现出"智能过滤"特性。

3. 机制验证：
   HRMS捕获到质荷比483.1332的羧酸化产物，¹
   H NMR中8.67 ppm的亚胺氢信号消失，证实C=N键氧化为COOH的创新性检测路径。

4. 实际应用：
   在桶装水加标实验中回收率达98.2%-102.4%；细胞成像显示探针可穿透膜结构，对内源性HClO产生明绿色荧光响应。

【结论与意义】
该研究不仅提供了首个基于亚胺键氧化为羧酸机制的HClO探针，其双信号输出模式更构建了"肉眼初筛-荧光精测"的检测新范式。相较于传统硒化物探针，TPTD的250 nM检测限使其能捕捉细胞微环境中的ROS波动，为神经退行性疾病研究提供动态观测窗口。作者团队特别指出，探针在强极性环境中的稳定性突破，使得长期监测自来水消毒副产物成为可能，这种"一石二鸟"的设计策略为多功能分子探针开发指明新方向。