基于吲哚鎓-萘基-吡啶酸共轭体的双功能比色荧光化学剂量计用于果汁中Cu2+ 的高灵敏检测

针对食品中铜离子(Cu2+ )污染监测难题，研究人员设计了一种新型化学剂量计IN-P，通过Cu2+ 诱导的水解反应实现荧光"开启"检测，具有13.6 nM检测限和5分钟快速响应特性，成功应用于活细胞成像和果汁样本分析，为食品安全监测提供了高效工具。

　　

铜离子(Cu²⁺
)作为人体必需微量元素，在超氧化物歧化酶(SOD)等金属酶活性中心发挥关键作用，但过量摄入会导致肝豆状核变性(Wilson病)和阿尔茨海默病等神经退行性疾病。水果汁等食品中的铜污染问题日益突出，传统检测方法存在灵敏度不足、易受干扰等缺陷。贵州中医药大学代谢性疾病中医药民族医药活性成分研究中心的Chong Wu团队开发了新型化学剂量计IN-P，其创新性地将吡啶酸识别单元与半花青荧光团结合，通过Cu²⁺
特异性水解反应实现双模式检测，相关成果发表于《Food Research International》。

研究采用核磁共振(¹
H NMR)、高分辨质谱(HRMS)和密度泛函理论(DFT)验证反应机制，通过紫外-可见光谱和荧光光谱评估性能，并选用市售果汁样本进行实际应用测试。

【Synthesis】通过6-羟基-2-萘甲醛与2-吡啶酸的酯化反应构建识别单元，再与吲哚衍生物经Knoevenagel缩合获得IN-P，收率达82%。

【Sensing Mechanism】DFT计算证实Cu²⁺
与吡啶酸单元的配位激活酯键水解，释放强荧光的半花青产物，实现从647 nm到552 nm的发射蓝移。

【Performance Evaluation】IN-P对Cu²⁺
的检测限低至13.6 nM，响应时间<5分钟，在pH 4-9范围内稳定，且不受Fe³⁺
等常见金属离子干扰。

【Practical Applications】在苹果汁样本中添加回收实验显示回收率98.2-103.7%，并成功实现HepG2细胞内Cu²⁺
荧光成像。

该研究创新性地将水解反应机制与比率型信号输出相结合，解决了传统Cu²⁺
探针"荧光淬灭"导致的假阳性问题。沙特国王残疾研究中心资助的这项工作，不仅为食品重金属污染监测提供了新方法，其双模式检测策略对开发其他金属离子传感器具有重要借鉴意义。特别值得注意的是，探针良好的水溶性和快速响应特性，使其在食品安全现场检测领域展现出独特优势。