钯催化荧光探针HAP实现生物与环境样本中一氧化碳的实时便携检测及其多重应用

针对一氧化碳(CO)检测技术存在响应慢、选择性差等问题，研究人员开发了基于钯(Pd2+)催化的新型荧光探针HAP。该探针通过去炔丙基化反应实现50秒快速响应，具有0.35μM低检测限和256nm大斯托克斯位移，成功应用于土壤检测、试纸条开发和HeLa细胞成像，为CO监测提供了智能便携的解决方案。

　　

在生物医学领域，一氧化碳(CO)这个"沉默杀手"具有双重身份——既是致命毒物又是重要的气体信号分子(gasotransmitter)。当血红素加氧酶(HO)分解血红素时会产生内源性CO，它在心血管调节、神经传递等生理过程中扮演关键角色。然而，CO浓度异常与阿尔茨海默病、败血症、高血压等重大疾病密切相关。传统检测方法如气相色谱和电化学分析存在设备昂贵、耗时长等缺陷，而现有荧光探针又普遍面临响应慢(部分需数小时)、斯托克斯位移(Stokes shift)小导致自吸收等问题，严重制约了CO的实时监测需求。

来自土耳其塞尔丘克大学(Selcuk University)的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项突破性研究。他们设计出新型荧光探针HAP，巧妙融合2-羟基苯并噻唑(HBT)和α,β-不饱和酮结构，通过钯(Pd²⁺)催化实现50秒超快响应。该探针在596nm处产生显著荧光增强，检测限低至0.35μM，256nm的超大斯托克斯位移有效避免自吸收干扰。研究团队综合运用核磁共振(¹H NMR)、飞行时间质谱(TOF-MS)和密度泛函理论(DFT)计算证实了去炔丙基化(depropargylation)反应机制：CO与Pd²⁺协同作用下，探针释放出强荧光产物HAP。

【Reagents and instruments】部分显示，研究采用标准光谱技术验证探针性能。紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱证实CO添加后探针最大发射波长红移96nm；三羰基二氯钌(II)二聚体(CORM-2)作为CO释放分子验证生物相容性；智能手机RGB分析建立便携检测体系。

【Sensing performance】章节揭示HAP的卓越特性：1) 超强选择性：对活性氧(ROS)、生物硫醇等50余种干扰物无响应；2) 宽pH适应性(pH 4-10)；3) 细胞实验显示低细胞毒性，成功实现HeLa细胞内源CO成像；4) 试纸条在UV灯下显色明显，结合智能手机实现土壤样本现场检测。

【Conclusion】部分强调该研究的三大创新：1) 首次将HBT骨架用于CO检测，拓展了荧光探针设计思路；2) 50秒响应速度较同类探针提升数十倍；3) 实现"从分子到应用"的全链条验证。通讯作者Serkan Erdemir指出，这项工作为CO相关疾病机制研究和环境监测提供了革命性工具，其便携化设计特别适用于资源有限地区的现场检测。研究团队特别感谢塞尔丘克大学科学研究中心(SUBAP)的资助支持，该成果源自Ayse Betul Altun博士论文的重要组成部分。