基于吲哚并吖啶的双功能荧光探针TABP-TI在环境检测与生物成像中的应用：实现SO2与粘度的实时监测

针对SO2污染与细胞粘度动态监测的难题，南京林业大学团队设计了一种基于吲哚并吖啶的双功能荧光探针TABP-TI。该探针通过C=C键实现SO2（检测限50 nM）与粘度（1.18 cP）的高灵敏度、抗干扰检测，并首次结合水凝胶技术实现SO2-空气实时可视化监测，为环境毒理评估与细胞病理研究提供了创新工具。

　　

二氧化硫（SO₂）作为工业排放的主要大气污染物，不仅威胁生态环境，其食品添加剂形态（如亚硫酸盐）更可能引发呼吸系统疾病甚至昏迷。与此同时，细胞粘度作为微环境动态参数，与癌症转移等病理过程密切相关。然而，现有检测技术如色谱质谱法存在响应慢、无法多参数联检的缺陷，而传统荧光探针难以兼顾环境与生物样本的实时监测需求。

南京林业大学王世发团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表研究，提出一种基于诺蒎酮衍生的吲哚并吖啶双功能探针TABP-TI。该探针通过分子内可旋转C=C键的构象变化，实现SO₂与粘度的特异性响应：在475 nm和530 nm双通道荧光增强，检测限分别达50 nM和1.18 cP（厘泊），且在pH 2-9范围内保持稳定。研究创新性地将探针负载于琼脂糖水凝胶，构建出首个可实时可视化监测SO₂-气体的传感器。

关键技术方法
团队采用核磁共振（¹H/¹³C NMR）和高分辨质谱（HRMS）验证探针结构；通过紫外-可见光谱（UV-vis）和荧光光谱（LS55）分析光学特性；利用共聚焦显微镜完成HepG-2肝癌细胞和斑马鱼活体成像；基于水凝胶三维孔隙结构实现气体渗透捕获。

研究结果

1. 探针设计与合成：以刚性吖啶环为荧光团，通过引入吲哚单元增强电子传输能力，合成路线包含BPTA、TABP-C等中间体（Scheme 1）。
2. 性能验证：SO₂检测中，探针与HSO₃^-发生迈克尔加成，10秒内荧光增强20倍；粘度响应表现为分子转子机制，甘油体系中荧光强度与粘度线性相关。
3. 实际应用：成功检测饮用水（回收率98.2%）、葡萄干（亚硫酸盐含量3.7 μg/g）及土壤样本；活体实验中清晰呈现炎症刺激下斑马鱼肠道粘度异常。
4. 气体监测突破：水凝胶传感器对5 ppm SO₂气体在30秒内显色，模拟泄漏实验中实现浓度梯度可视化。

结论与意义
TABP-TI首次将环境污染物检测与细胞力学参数监测整合于单一分子平台，其双功能机制为多维度环境-生物关联研究提供新范式。水凝胶传感器的开发突破了气体实时监测的技术瓶颈，在工业安全预警和食品质量控制中具应用潜力。研究团队Yue Gu（第一作者）指出，该技术未来可拓展至其他活性小分子（如NO）的联检系统构建。

（注：全文数据均源自原文实验部分，未引用图表编号；专业术语如HSO₃^-（亚硫酸氢根离子）、cP（粘度单位厘泊）等均按原文格式标注）