无标记AIEE驱动的荧光探针用于土霉素检测：TD-DFT理论计算、指纹图谱分析与便携式传感策略的整合

本研究针对土霉素（OTC）残留引发的环境和健康风险，开发了一种基于Deferasirox衍生物（DSA）的AIEE（聚集诱导发光增强）荧光探针。通过TD-DFT理论计算与实验验证相结合，证实DSA能高选择性检测OTC（检测限70 nM），并阐明了PET（光诱导电子转移）淬灭机制。该探针在血浆和牛奶样本中展现实际应用潜力，同时可作为荧光墨水，为食品安全监测提供了便携式解决方案。

　　

抗生素滥用引发的环境和健康问题日益严峻，其中土霉素（Oxytetracycline, OTC）作为四环素类抗生素的典型代表，因其在畜牧业的广泛使用，通过食物链在人体内蓄积，导致肝肾损伤、细菌耐药性等风险。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）成本高且操作复杂，亟需开发高效便携的检测技术。

为解决这一难题，研究人员设计了一种基于Deferasirox衍生物（DSA）的荧光探针。该探针通过简单的两步合成法获得，在H₂O/DMF体系中表现出505 nm的AIEE特性，并形成J型聚集体。理论计算（TDDFT）与实验数据高度吻合，揭示了DSA-OTC通过非共价相互作用（结合能-30.10 kcal/mol）触发PET淬灭的机制。实际应用中，DSA在牛奶样本中成功检测到低至70 nM的OTC残留，且可通过365 nm紫外光实现指纹可视化，兼具实验室分析与现场快速检测的双重优势。

关键技术包括：1）TDDFT理论模拟验证光物理性质；2）¹H NMR和荧光滴定分析分子相互作用；3）DFT计算结合能；4）牛奶样本前处理与离心分离技术。

合成与表征
DSA通过Deferasirox与苯胺的酰亚胺化反应合成，经¹³C NMR和DEPT-135谱确认结构。理论计算显示其HOMO-LUMO能隙为4.31 eV，与实验吸收光谱（365 nm）一致。

检测机制
Job's plot证实DSA与OTC以1:1结合，¹H NMR显示OTC的酚羟基与DSA三唑环产生氢键。DFT分析表明该相互作用导致DSA分子内旋转受限，增强AIEE效应。

实际应用
在添加甲醇沉淀蛋白的牛奶样本中，DSA对OTC的回收率达98.2%-101.8%。紫外灯下，DSA-OTC复合物可形成明显荧光指纹，验证了其在犯罪现场检测等场景的潜力。

该研究不仅为OTC监测提供了高灵敏度、低成本的解决方案，更通过AIEE探针的固/液双相检测能力，拓展了荧光传感技术在环境与食品安全领域的应用边界。其理论-实验相结合的研究范式，为后续开发靶向性分子探针提供了重要参考。