基于二芳基乙烯的 HSO3?激活荧光至光致变色探针：在活细胞和斑马鱼成像中的应用探索

二氧化硫（SO2）及其衍生物亚硫酸盐（SO32-）和亚硫酸氢盐（HSO3-）在工业和食品领域应用广泛，但过量摄入有害健康。研究人员设计开发了荧光探针 DP-1，其对 HSO3-检测灵敏、选择性好，还成功用于活细胞和斑马鱼成像，保障食品安全和公众健康。

　　

在我们的生活中，二氧化硫（SO₂）及其衍生物亚硫酸盐（SO₃^2-）和亚硫酸氢盐（HSO₃^-）可谓是 “双面角色”。在工业生产和食品领域，它们凭借抗氧化性和抑制细菌繁殖的能力，作为防腐剂和漂白剂发挥着重要作用，守护着食物的新鲜度和色泽。可一旦过量，就会摇身一变成为健康的 “破坏者”。长期接触高浓度的 SO₂，可能引发呼吸道疾病、神经系统损伤和心血管疾病等；过量摄入 HSO₃^-，还可能让敏感人群哮喘发作、血压降低，甚至出现过敏反应。为了保障食品安全和公众健康，精准检测 HSO₃^-的含量就显得尤为重要。

目前，检测 HSO₃^-的方法众多，像电化学技术、色谱法、分光光度法等。但这些方法不是仪器昂贵，就是样品制备繁琐，而且生物相容性也欠佳。荧光探针技术虽然操作简单、成本低、灵敏度高，还能实时监测，可主流的荧光探针大多依赖单一荧光信号或比色分析，容易受环境因素和背景信号干扰，并且一旦停止紫外线激发，荧光就消失了，应用场景大受限制。

为了解决这些难题，来自未知研究机构的研究人员展开了深入研究。他们成功设计并合成了一种基于二芳基乙烯的新型离子激活光致变色荧光探针（DP-1）。这一研究成果意义重大，它不仅为 HSO₃^-的检测提供了新的有力工具，而且这种将光致变色功能与荧光探测能力相结合的创新设计，为相关领域开辟了新的研究方向。该研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上。

研究人员在研究过程中用到了多种关键技术方法。他们通过测定荧光光谱来优化 DP-1 探针检测 HSO₃^-的条件，筛选出最佳的溶液体系。利用核磁共振滴定、高分辨率质谱以及理论计算来探究探针与 HSO₃^-的识别机制。同时，将 DP-1 探针应用于活细胞和斑马鱼成像实验，以此验证其在生物体内检测 HSO₃^-的可行性。

下面来详细看看研究结果：

• 检测条件优化：研究人员发现，溶剂、PBS 比例和 pH 范围等因素会直接影响 DP-1 探针的响应。通过对比不同有机溶剂中添加 HSO₃^-前后 DP-1 的荧光光谱，发现添加 HSO₃^- 10 分钟后，DP-1 在乙醇中的荧光猝灭最为显著，因此确定了后续实验的溶液体系。
• 探针性能研究：DP-1 探针在初始状态下，会在 600nm 处发出黄色荧光。当它特异性识别 HSO₃^-后，荧光明显猝灭。这一过程展示了 DP-1 良好的离子选择性、抗干扰能力，其检测限低至 16nM。更值得关注的是，DP-1 在识别 HSO₃^-前，具有优异的荧光特性，但无光致变色现象；识别 HSO₃^-后，光致变色功能被激活，荧光则完全消失，实现了由 HSO₃^-触发的从荧光到光致变色的转变。研究人员通过核磁共振滴定、高分辨率质谱和理论计算，确认了这一识别过程的机制。
• 生物成像应用：DP-1 探针凭借其良好的生物相容性，成功应用于活细胞和斑马鱼的成像实验，为体内 HSO₃^-的检测提供了可靠的工具。

综合来看，这项研究成功设计合成了新型离子激活光致变色二芳基乙烯荧光探针 DP-1。它能特异性识别 HSO₃^-，并以 HSO₃^-为 “钥匙” 激活光致变色功能。该探针不仅具备良好的选择性、低检测限和强抗干扰能力，还在活细胞和斑马鱼荧光成像中发挥了重要作用。这一成果为食品行业检测 HSO₃^-含量提供了更精准的方法，也为生物体内相关物质的检测和研究提供了新的技术手段，推动了食品安全保障和生物医学研究的发展。同时，这种创新的探针设计理念，为后续开发更多功能独特的荧光探针提供了思路，有望在更多领域得到应用。