基于FRET机制的丹磺酰-喹啉比率荧光探针DQQ实现活细胞及实际水样中HSO3-/SO32-的高灵敏检测

针对SO2衍生物检测存在的单通道发射、检测限高等问题，山东大学团队开发了基于FRET机制的比率荧光探针DQQ。该探针以丹磺酰为供体、喹啉为受体，通过C=C双键加成反应实现620 nm至535 nm的荧光比率变化，检测限低至5.15 μM，成功应用于细胞成像和实际水样检测，为环境监测与疾病研究提供新工具。

　　

二氧化硫（SO₂）作为大气污染物与生物体内第四气体信号分子，具有双重身份——既是环境毒物又是调节血管张力、抗氧化等生理过程的关键分子。其水溶液形式HSO₃^-/SO₃^2-的失衡与神经系统疾病、心血管疾病密切相关。然而，现有检测方法如色谱法操作复杂，单发射荧光探针易受干扰，难以满足活体动态监测需求。

山东大学的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表研究，创新性地构建了基于F?rster共振能量转移（FRET）机制的比率荧光探针DQQ。该探针巧妙结合丹磺酰（大斯托克斯位移、高光稳定性）与喹啉（高摩尔消光系数、水溶性）的优势，通过HSO₃^-/SO₃^2-对C=C双键的迈克尔加成反应，实现荧光从620 nm（红色）到535 nm（蓝色）的比率变化，突破传统单通道检测局限。

关键技术包括：1）FRET探针设计与合成，通过硅胶柱色谱纯化；2）紫外-可见光谱与荧光光谱表征；3）细胞毒性测试与共聚焦成像验证生物相容性；4）实际水样加标回收实验。

【研究结果】

1. 光谱特性：DQQ对0-10 equiv HSO₃^-/SO₃^2-响应时，474 nm吸收峰消失而318 nm峰不变，荧光比率（I₅₃₅/I₆₂₀）与浓度（5.15-100 μM）呈线性关系，检测限达0.22 μM。
2. 选择性：在GSH、Cys等活性硫分子存在下仍保持特异性响应。
3. 应用验证：成功检测矿泉水、自来水中的HSO₃^-/SO₃^2-（回收率98.3-103.6%），并制成便携式试纸条。
4. 细胞成像：低细胞毒性下实现内源性SO₂动态可视化。

该研究不仅为环境污染物监测提供高灵敏工具，更通过FRET探针设计策略的创新，为气体信号分子在疾病机制研究中的应用开辟新途径。DQQ的双功能特性（环境检测与生物成像）凸显其转化医学潜力，未来或可拓展至心血管疾病模型研究。