双通道荧光探针TTP的理性设计及其在中药与活体组织中无信号串扰的SO2/H2S同步检测应用

针对中药及生物体内SO2与H2S同步检测存在的信号串扰难题，研究人员开发了水溶性双通道荧光探针TTP。该探针通过独立荧光通道（蓝光465 nm/红光613 nm）实现10秒（SO2）和60秒（H2S）的快速响应，检测限达纳摩尔级（3.26 nM/3.85 nM），并成功整合智能手机平台实现中药现场检测，为活性硫物种（RSS）相关疾病研究提供新工具。

　　

【研究背景】
在传统中药材硫磺熏蒸保鲜和高蛋白药材腐败过程中，二氧化硫(SO₂)和硫化氢(H₂S)的残留问题长期困扰着药品安全和人体健康。这两种活性硫物种(RSS)既是调控血管舒张和炎症的关键信号分子，其失衡又与阿尔茨海默病、癌症等重大疾病密切相关。现有检测技术面临三大痛点：传统双功能探针响应迟缓（>5分钟）、检测限仅微摩尔级、信号通道波长差不足（Δλ<100 nm）导致交叉干扰。更棘手的是，SO₂与H₂S在生物体内共享信号通路，如何实现二者的精准区分检测成为领域内亟待突破的技术瓶颈。

【技术方法】
武汉某高校团队通过理性分子设计，构建D-A型结构探针TTP：以三苯胺-噻吩为电子给体(D)，叠氮苄基季铵化吡啶为电子受体(A)，通过柔性C=C桥连接。采用紫外-荧光光谱验证探针性能，智能手机RGB分析实现现场检测，MTT法评估细胞毒性，并运用活细胞共聚焦成像和斑马鱼模型进行生物验证。

【研究结果】

1. 设计与合成
   探针TTP的TICT效应使其本底荧光淬灭。SO₂特异性攻击C=C桥触发蓝色荧光恢复(465 nm)，而H₂S通过叠氮还原反应激活红色通道(613 nm)，两通道波长差达148 nm。

2. 性能验证
   在PBS缓冲液中，TTP对SO₂/H₂S的响应呈现显著动力学差异（10秒 vs 60秒）。竞争实验表明，100倍浓度干扰物不影响特异性，且双分析物共存时无信号干扰。

3. 实际应用
   智能手机平台检测党参、黄芪等药材时，SO₂回收率达96.3%-104.2%。活体实验中，HeLa细胞成像成功区分内源性SO₂(蓝色)和外源性H₂S(红色)，斑马鱼模型进一步证实其跨组织检测能力。

【结论与意义】
该研究突破性地解决了双RSS检测中的信号串扰难题，其设计的时-空分辨策略为多分析物同步监测提供新范式。探针TTP兼具水溶性（季铵盐修饰）和纳摩尔级灵敏度，较同类探针检测限提升1000倍。作为首款整合智能手机的中药硫残留快检工具，其10秒响应速度远超国标方法（GB/T 5009.34）。这项工作发表于《Tetrahedron》，为活性硫相关疾病机制研究和中药质量控制树立了新标准。