引言
过氧化氢 (H2O2) 是一种重要的活性氧 (ROS) 类型，参与生物体内的各种信号转导和代谢过程 [1]。同时，H2O2 也作为一种重要的化学物质被广泛用于食品加工、环境修复、日常消毒等领域 [2]。然而，过量的 H2O2 不仅会诱导细胞氧化应激，导致衰老和慢性炎症，还与多种疾病的发病机制密切相关，其中包括阿尔茨海默病、帕金森病、动脉粥样硬化和糖尿病并发症 [3], [4], [5]，其在环境中的积累也可能带来生态风险 [6]。此外，H2O2 在食品加工中常被用作杀菌剂和漂白剂，并普遍应用于面粉、乳制品和水产品的漂白及微生物控制 [7], [8]。在医学领域，H2O2 被用作消毒剂 [9]，并基于其漂白效果用于牙齿美白等领域 [10]。然而，食品中过量的残留 H2O2 可能会破坏营养并危害人类健康 [11]，例如造成口腔和胃肠道黏膜损伤、胃炎和肠炎。长期过量摄入甚至可能增加胃肠道溃疡和癌变的风险 [12], [13]。因此，建立一种快速、灵敏且高选择性的 H2O2 检测方法对于食品质量与安全管理、生物医学分析、环境监测和工业生产具有重要意义。
目前，H2O2 检测的常用方法包括电化学方法 [14], [15]、色谱法 [16], [17], [18] 和比色法 [19], [20], [21] 及其他方法 [22], [23], [24], [25], [26]。然而，这些方法通常存在一些缺点，包括操作复杂、成本高、耗时，且无法实现快速现场检测。相比之下，荧光检测方法因其高灵敏度和选择性、快速响应、极大的便利性以及实时可视化能力而引起了广泛关注。尽管如此，一些现有的探针容易受到真实样品中共存物质的干扰，从而产生假信号，这限制了它们的广泛应用。
2-羟基 -3-蒎酮 [27], [28] 是天然单萜 α-蒎烯的衍生物，具有刚性的双环结构，可以有效减少由分子振动引起的荧光猝灭，从而增强荧光量子产率和稳定性 [29]。与传统合成探针相比，来自天然产物骨架的荧光探针 [30], [31] 通常表现出多种优势，包括高度的结构多样性、明确的修饰位点以及突出的绿色特性，即原料来源于可再生资源，合成过程环境友好。此外，这些探针具有优异的生物相容性，符合绿色化学和可持续发展的原则 [32], [33]。这些特性赋予了荧光探针在食品安全检测 [34]、生物成像与诊断 [35]、环境监测 [36] 等领域的广阔应用潜力。此外，它们的天然分子来源也为构建低毒性和高生物适应性的新型荧光检测系统提供了独特优势。
近年来，基于天然产物骨架的 H2O2 荧光探针取得了显著进展。例如，一种基于 2-氨基菲酮的探针实现了对斑马鱼胚胎中 H2O2 的实时成像 [37]；一种 AIE 活性苯并噻唑探针成功应用于活癌细胞中 H2O2 的检测 [38]；以及一种由霉酚酸衍生的荧光传感器允许在包括大型溞 (Daphnia magna) 和斑马鱼在内的多种模式生物中进行监测 [39]。尽管取得了这些进展，但大多数这些探针依赖于合成或半合成的荧光团，其绿色化学凭证尚未得到完全优化。同时，2-羟基 -3-蒎酮骨架——一种刚性的双环单萜衍生物——已被用于构建 H2S 荧光探针 [40]，但其在比率型 H2O2 检测中的应用尚未被探索。
鉴于上述方面，我们设计并合成了一种基于 2-羟基 -3-蒎酮的新型比率型荧光探针 2,2-二氟 -3a,5,5-三甲基 -7-(4-((4-(4,4,5,5-四甲基 -1,3,2-二氧硼戊环 -2-基) 苄基) 氧) 苄叉) -2,3a,4,5,6,7-六氢 -1λ3,2λ4–4,6-亚甲基苯并 [d][1,3,2] 二氧硼环 (DPBO)，用于 H2O2 的特异性检测。在 H2O2 存在下，探针的荧光颜色由蓝绿色变为黄色。此外，DPBO 表现出优异的荧光性能，包括良好的选择性、抗干扰能力和低检测限 (0.09 μM)。此外，DPBO 成功应用于各种真实食品样品中 H2O2 的检测。得益于其优异的生物相容性和低细胞毒性，该探针进一步应用于活 HeLa 细胞和斑马鱼的荧光成像。
