pKa 型多功能荧光探针HTI-2Me：实现同系物/异构体双通道可视化识别及线粒体粘度动态监测

针对传统荧光探针识别范围窄、依赖高端仪器的问题，云南大学团队设计了一种基于酚羟基pKa 值（6.53）的新型探针HTI-2Me。该探针通过pH敏感性实现H2 O/D2 O、甲醇/乙醇、正丙醇/异丙醇的双通道可视化区分，并兼具线粒体靶向性和粘度监测功能，为疾病模型研究提供新工具。

　　

在分子识别领域，区分结构相似的化合物（如H₂
O与D₂
O、醇类同系物/异构体）长期依赖核磁共振（NMR）等昂贵设备。现有荧光探针多局限于单一物质识别，且难以实现实时可视化监测。云南大学研究人员在《Microchemical Journal》发表的研究中，创新性地开发了基于酚羟基pK_a
调控机制的HTI-2Me探针，通过酸碱响应性苯并吲哚盐结构，首次实现多类型分子的双通道识别及线粒体微环境动态追踪。

研究采用一锅法合成HTI-2Me，通过核磁共振（¹
H/¹³
C NMR）、高分辨质谱（HRMS）和单晶X射线衍射确认结构。结合TD-DFT（含时密度泛函理论）计算验证光谱特性，利用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱分析pH响应机制，并通过细胞实验验证线粒体靶向性。

设计合成HTI-2Me
以3,5-二甲基-4-羟基苯甲醛和苯并吲哚盐为原料，合成具有pH敏感性的红色荧光分子。单晶结构显示酚羟基去质子化后形成氧负离子（O^?
），触发分子内电荷转移（ICT）。

光谱分析
探针在pH 6.53附近呈现显著光谱偏移，酸性条件下（酚羟基未解离）发射蓝光（450 nm），碱性条件下（O^?
形成）发射红光（620 nm）。该特性使其能区分pH差异仅0.1的甲醇/乙醇体系。

分子识别性能
通过羟基浓度调控实现可视化区分：H₂
O/D₂
O识别基于同位素效应引起的pK_a
差异；正丙醇/异丙醇因空间位阻不同产生颜色差异。检测限达微摩尔级，优于传统仪器方法。

线粒体粘度监测
探针在粘度升高时荧光增强5.8倍，成功追踪炎症模型中线粒体粘度动态变化，为帕金森病等线粒体相关疾病研究提供新工具。

该研究突破性地拓展了pK_a
探针的应用边界，其双信号输出模式（颜色变化+荧光比率）显著提升检测可靠性。Wenjie He等通过巧妙的分子设计，将酚羟基的酸碱响应性与苯并吲哚盐的光物理特性结合，为复杂生物体系中微小差异分子的即时检测提供普适性策略。特别是探针在活细胞中线粒体微环境监测的成功应用，标志着荧光探针从单一识别向多功能集成的重要跨越，对疾病机制研究和精准医疗具有深远意义。