基于肽的双信号探针FHSH：实现Cu2+、Hg2+及S2?的多场景高灵敏检测与生物应用

本研究发现一种新型荧光-比色双信号肽探针（FHSH），通过5-FAM标记的三肽（His-Ser-His-NH2）实现对Cu2+/Hg2+的高选择性荧光淬灭检测（LOD低至纳摩尔级），其金属复合物可进一步灵敏识别S2?。该探针成功应用于活细胞/斑马鱼成像、实际水样分析、试纸条开发、分子逻辑门构建、智能手机辅助半定量及食品腐败实时监测，凸显其在环境监测与生物医学领域的多重应用价值。

　　

Highlight

材料与仪器

化学试剂与溶剂均购自商业供应商并直接使用。详细材料与仪器信息见补充材料。

合成与表征

探针FHSH通过固相肽合成技术（SPPS）结合Fmoc化学策略成功合成。具体合成步骤详见补充材料（Scheme 1）。产物经C18柱制备型HPLC纯化，获得高纯度（96.17%）的FHSH（图S1和表S1）。

探针FHSH对Cu²⁺和Hg²⁺的识别性能

通过研究不同金属离子对FHSH荧光强度的影响发现：游离FHSH具有强荧光发射，而唯有Cu²⁺和Hg²⁺可显著淬灭其荧光（图1a）。加入Cu²⁺后荧光强度由635.26降至26.978，加入Hg²⁺后降至74.639，其他金属离子则无显著干扰（图1b）。这一现象表明FHSH对Cu²⁺和Hg²⁺具备优异选择性与灵敏度。

结论

本研究通过SPPS技术开发了一种兼具荧光与比色双信号响应的肽基探针FHSH。作为一种高效分析工具，FHSH通过荧光淬灭与肉眼可见的颜色变化，实现对Cu²⁺和Hg²⁺的高选择性、高灵敏度快速检测，并形成两种无荧光复合物（FHSH-Cu²⁺与FHSH-Hg²⁺）。Cu²⁺与Hg²⁺的检测限分别低至19.2 nM与27.9 nM。