新型双功能荧光探针QF–G的构建及其在细胞内粘度监测与肉类新鲜度评估中的应用

《Talanta》：onstruction of a novel bifunctional fluorescent probe for monitoring changes in intracellular viscosity and meat freshness

本文创新性地合成了一种基于喹啉盐衍生物的双功能荧光探针QF–G，该探针能够通过独特的双通道响应实现多重检测功能：在高粘度微环境中发出亮红色荧光（640 nm），而对肉类腐败产生的生物胺（BAs）则呈现褪色效应并开启蓝色荧光（475 nm）。凭借其低细胞毒性和线粒体靶向能力，QF–G成功应用于活细胞（MCF-7）粘度变化的实时监测，并通过构建水凝胶传感平台实现了多品类肉类的可视化新鲜度检测。该研究为疾病微环境诊断（如癌症、帕金森病）和食品安全评估提供了新型双模式检测工具。

　　

亮点

探针设计与合成

喹啉部分可作为有效的线粒体靶向基团，兼具先天的生物相容性和低细胞毒性^[36]。为了扩展探针的共轭体系，我们选择呋喃作为桥连单元。随后，该呋喃桥连中间体与苯并[c,d]吲哚盐发生Knoevenagel缩合反应，最终得到目标探针QF–G。QF–G在低粘度水性环境（如纯水或HEPES缓冲液）中几乎不产生荧光发射。

结论

总而言之，我们创新性地合成了一种双功能荧光探针QF–G，它能够通过开启红色荧光信号监测细胞内粘度变化，并通过独特的开启蓝色荧光信号监测多种肉类的鲜度变化。这种对比鲜明的荧光响应源于不同的机制：粘度增加会抑制QF–G分子内的扭转分子内电荷转移（TICT）效应，从而开启近红外（NIR）荧光；相反，生物胺（BAs）的亲核攻击会断裂探针分子中的碳碳双键，恢复苯并[c,d]吲哚部分的蓝色荧光。值得注意的是，QF–G具有低细胞毒性、优异的线粒体靶向性以及良好的生物相容性，已成功应用于监测活细胞内的粘度波动。此外，基于QF–G构建的传感水凝胶平台，通过比色法和荧光法，能够有效监测不同种类肉类在储存过程中的新鲜度变化。这些清晰的可视化和荧光信号变化表明，QF–G能够通过肉眼观察和荧光检测两种模式实现对两种分析物的灵敏检测。低毒性和丰富的实际应用潜力，使其在人类健康监测（如疾病相关微环境异常诊断）和食品安全评估领域展现出巨大的应用前景。