超灵敏特异性荧光探针N-3-I快速检测传统中药材中亚硫酸盐残留及其应用研究

本文推荐一种基于半花菁荧光团的创新探针N-3-I，可在1分钟内特异性识别亚硫酸盐（SO32?/HSO3?），灵敏度达4.54 nM（以Na2SO3计），荧光增强超500倍（λmax=488 nm）。该技术解决了传统检测方法耗时长、成本高的问题，为中药材及食品中二氧化硫（SO2）残留的快速筛查提供新方案，对保障食品安全具有重要意义。

　　

Highlight

本研究开发的荧光探针N-3-I通过半花菁与吲哚甲醛的合成反应构建，能在水溶液中实现亚硫酸盐的"秒级"响应（<1分钟），其检测限低至4.54 nM（相当于1.5 ppb的SO₂），且不受HS^?或CN^?干扰。探针的荧光强度变化达551倍（激发波长414 nm，发射峰488 nm），远超同类产品性能。

Reagents and instruments

实验采用商业分析级试剂，传统中药材样本随机采购。光谱数据来自UV1900紫外分光光度计和FS5荧光光谱仪，高分辨质谱（HRMS）和核磁共振（NMR）分别由Thermo Fisher Scientific的LCQ FLEET/Q EXACTIVE FOCUS和JEOL 600 MHz仪器完成，细胞成像通过LSM 780共聚焦显微镜获取。

The optimization of fluorescent probes

通过系统比较N-3-I、N-5-I和N-6-I在PBS缓冲液（pH 7.4）中对Na₂SO₃的响应（图1），发现N-3-I具有最优异的性能：其荧光滴定曲线呈现完美线性关系（R²>0.99），检测限比食品安全标准要求的阈值低3个数量级。探针的识别机制基于HSO₃^?对碳碳双键的亲核加成反应，该过程可瞬间破坏π共轭体系引发荧光"开关式"增强。

Conclusion

N-3-I探针成功解决了现有技术响应慢（>30分钟）、易受干扰（如HS^?）和固态猝灭等问题，在葡萄酒和中药材等实际样本检测中与国标方法（GB 5009.34-2016）结果高度一致。该技术兼具"快（<1分钟）、准（误差<5%）、省（样本量<0.1 g）"三大优势，为食品和药品安全监管提供了革命性工具。