基于萘酰亚胺的多功能水溶性荧光探针ANS：Hg2+ 与甲醛的高效检测及多领域应用

针对环境与生物体系中Hg2+ 和甲醛（FA）的高灵敏度检测需求，研究人员设计了一种基于1,8-萘酰亚胺的水溶性荧光探针ANS。该探针在HEPES缓冲液中可特异性识别Hg2+ （检测限4.53×10?8 mol/L）和FA（检测限2.85×10?7 mol/L），兼具快速响应、强抗干扰性和可视化效果，成功应用于海鲜、水体样本及细胞成像，为环境监测与食品安全提供了创新工具。

　　

汞离子（Hg²⁺
）和甲醛（FA）是两类极具危害性的环境与健康威胁。汞离子通过食物链累积可导致神经系统损伤和肾脏疾病，而甲醛作为致癌物，过量暴露会引发呼吸系统病变甚至癌症。尽管现有检测技术如色谱法和质谱法精度较高，但操作复杂且依赖有机溶剂，难以满足实时、现场检测需求。更棘手的是，生物和环境样本中这两类物质常共存，但能同时检测它们的多功能水溶性探针仍属稀缺。

为解决这一难题，黑龙江高校基础研究青年人才计划支持的研究团队设计了一种基于1,8-萘酰亚胺的荧光探针ANS。该探针通过引入2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙醇增强水溶性，并利用萘酰亚胺的4位肼基作为FA识别位点。研究证实，ANS在纯水环境中可分别与Hg²⁺
形成1:1复合物（结合常数5.96×10⁴
M^?1
），触发402 nm紫色荧光；与FA缩合生成腙衍生物，产生550 nm黄色荧光。通过密度泛函理论（DFT）计算验证了检测机制，其检测限显著低于WHO规定的饮用水安全标准（Hg²⁺
6 μg/L，FA 0.09 mg/L）。

研究采用荧光光谱法（Hitachi F-4500光谱仪）和核磁共振（Bruker 400 MHz）表征探针结构，通过细胞成像验证其生物相容性。样本包括市售海鲜和实际水体，队列来源明确。

材料与仪器
研究使用4-溴-1,8-萘二甲酸酐等商业试剂，通过氨基化反应合成中间体，最终获得水溶性探针ANS。

合成与表征
长链醚片段引入显著提升探针水溶性，核磁氢谱（¹
H NMR）和质谱（MS）证实结构正确性。

结论
ANS在试纸、海鲜检测及HeLa细胞成像中均表现优异，其多靶点识别能力为跨领域应用提供新范式。

这项发表于《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》的研究，不仅突破了传统探针单一靶点的局限，更通过全水相检测体系降低了有机溶剂使用风险。其可视化设计使非专业人员也能直观判断污染水平，在基层环境监测和食品安全快速筛查中具有重要推广价值。作者Shukui Pang等强调，该探针的模块化设计思路可为其他有害物质检测探针的开发提供参考。