基于鱼胶原肽的水溶性荧光探针Sali-Pep：通过AIE与ESIPT机制实现Cu2+和Zn2+的多靶点检测

针对传统重金属离子检测方法繁琐、灵敏度低的问题，武汉轻工大学团队开发了一种基于鱼胶原肽的水溶性荧光探针Sali-Pep。该探针通过聚集诱导发光（AIE）和激发态分子内质子转移（ESIPT）双机制，实现对Cu2+（检测限1.49×10?7 M）和Zn2+（4.23×10?7 M）的高灵敏度"关-开"式检测，在环境与生物样本中回收率达91.14%-108.61%，为生物安全型荧光探针开发提供新思路。

　　

重金属离子的精准检测一直是环境科学与生物医学领域的重大挑战。铜(Cu²⁺)和锌(Zn²⁺)作为人体第二、第三大必需微量元素，其浓度异常与阿尔茨海默病、糖尿病等重大疾病密切相关。然而，传统原子吸收光谱等方法存在设备笨重、操作复杂等缺陷。更棘手的是，当前基于四苯乙烯(TPE)的聚集诱导发光(AIE)材料普遍存在水溶性差、需有机溶剂助溶等问题，严重制约其在生物体系中的应用。与此同时，中国作为全球最大水产养殖国，每年产生大量富含胶原蛋白的鱼加工副产物，但现有利用方式附加值较低。

针对这些交叉学科难题，武汉轻工大学的研究团队创新性地将水产副产物资源化利用与荧光传感技术相结合，通过希夫碱反应将水杨醛修饰到鱼胶原肽上，成功开发出新型水溶性荧光探针Sali-Pep。这项发表于《Microchemical Journal》的研究显示，该探针在480 nm和522 nm处呈现独特的双发射峰，兼具AIE和激发态分子内质子转移(ESIPT)特性。尤为重要的是，Sali-Pep对Cu²⁺和Zn²⁺分别表现出"关-开"式响应，检测限达到纳摩尔级，在真实样本中回收率优异，且完全避开了传统TPE类材料对有机溶剂的依赖。

关键技术方法
研究团队通过紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)表征光物理性质，结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和核磁共振(NMR)验证希夫碱结构。采用水/乙醇混合溶剂体系研究AIE效应，通过金属离子滴定实验测定检测限与选择性，并在模拟环境水样和血清样本中进行实际应用验证。

研究结果
Characterizations of Sali-pep fluorescence probe
UV-vis光谱显示Sali-Pep在326 nm和400 nm处有特征吸收峰。荧光光谱证实其具有典型的ESIPT双发射特征，固态量子产率达11.3%，显著高于溶液态(0.6%)，证实AIE效应。

Selectivity and sensitivity
在13种金属离子中，Sali-Pep仅对Cu²⁺和Zn²⁺产生特异性响应：Cu²⁺使522 nm荧光猝灭（关模式），而Zn²⁺使480 nm荧光增强（开模式）。两者检测限分别为149 nM和423 nM，远低于世界卫生组织饮用水标准。

Real sample analysis
在长江水样和血清样本中添加标准品时，Cu²⁺回收率91.14%-102.37%，Zn²⁺回收率95.62%-108.61%，相对标准偏差(RSD)均<5%，证实方法可靠性。

结论与意义
该研究首次将食品级胶原肽成功转化为多功能荧光探针，突破传统AIE材料水溶性差的瓶颈。Sali-Pep的双重检测机制使其能同步区分Cu²⁺和Zn²⁺，在神经退行性疾病早期诊断和环境重金属监测中具有独特优势。从资源利用角度看，这项工作为水产加工副产物开辟了高值化利用新途径——将每吨价值约1万元的胶原肽原料转化为每克超10万元的生物传感材料，实现经济效益与科学创新的双赢。正如通讯作者Sheng Li强调的，这种"从餐桌回到实验室"的研究范式，为开发下一代生物相容性检测工具提供了全新思路。