基于邻苯二甲酰亚胺的新型荧光探针PHg：高选择性检测汞离子及其在环境与生物体系中的应用

《Journal of Molecular Structure》：A novel phthalimide-based fluorescent probe for the detection of mercury (II) and its application

本文报道了一种新型硫代苯甲酸酯修饰的邻苯二甲酰亚胺荧光探针（PHg），该探针在检测汞离子（Hg2+）时表现出85倍荧光增强、超快响应（<10秒）、低检测限（LOD=1.19 nM）和定量限（LOQ=3.96 nM）等优异特性。研究成功将PHg应用于实际水样、土壤、植物根系及活细胞（HeLa/4T1）中Hg2+的检测，为环境监测和生物医学研究提供了高效工具。

　　

亮点

材料和仪器

所有化学试剂均购自商业供应商，直接使用无需进一步纯化。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分别使用普析通用TU 1901紫外可见分光光度计和日立F-4700荧光光谱仪测量。质谱分析使用安捷伦G6470A液相色谱-质谱联用仪完成。核磁共振（NMR）谱图通过500 MHz布鲁克先进核磁共振波谱仪测定，以内标TMS为准。高效液相色谱（HPLC）分析在相应仪器上完成。

探针PHg的合成与晶体结构

目标探针PHg的合成仅需两步，合成路线如方案1所示。3-羟基邻苯二甲酸酐（1）与N-(2-氨乙基)吗啉反应生成化合物POH。随后，POH与苯基氯硫代酸酯在温和的酯化条件下反应，以令人满意的产率得到探针PHg。

探针PHg的分子结构通过¹H NMR、¹³C NMR、高分辨质谱（HRMS）和单晶分析进行了表征（图S1-S3）。根据单晶X射线衍射分析结果，探针PHg的晶体结构得以明确确认。

结论

总之，我们成功开发了一种用于检测汞（II）离子的新型邻苯二甲酰亚胺荧光探针PHg。该探针对Hg²⁺具有高选择性和灵敏度，荧光强度增强85倍，且具有极低的检测限（LOD为1.19 nM）和定量限（LOQ为3.96 nM）。此外，PHg不仅成功应用于实际水样、土壤和植物根系样品中Hg²⁺的检测，还能用于活细胞中外源性Hg²⁺的监测。因此，探针PHg可能为环境和生物系统中Hg²⁺的检测提供一种有效的工具。