近日，遼寧科技大學化學工程學院“金屬有機化學與分子功能材料團隊”在熒光探針-智能手機聯用“裸眼”實時檢測領域取得新進展，成功應用于食品、飲料、焦化廢水以及生物體內二氧化硫（SO₂）衍生物的定性和定量檢測。相關研究以《A near-infrared fluorescent probe for rapid and on-site detection of sulfur dioxide derivative in biological, food and environmental systems》為題發表在《Journal of Hazardous Materials》。該論文第一作者為遼科大博士生尚主業，指導教師為遼科大張志強教授。

二氧化硫（SO₂）是一種氣態污染物，通常在各種工業活動中產生。例如，焦化過程中的SO₂在水中溶解后，同時以有毒氣體和亞硫酸氫鹽（HSO₃–）的形式排放。在食品飲料行業中，SO₂及衍生物HSO3–被廣泛用作防腐劑。在生物系統中，SO₂最近被定義為體內第四種氣體信號分子，在人體內發揮著重要的生理功能。然而，攝入過量的SO₂和HSO₃–會導致呼吸系統、心腦血管、神經系統疾病甚至肺癌。監測焦化廢水、食品等樣品中以及生物體內SO₂及衍生物HSO₃–的水平，對于確保其水平保持在可接受的范圍內，減少環境影響、公共衛生和生命健康等問題都至關重要。目前，檢測HSO₃–的方法只能由專業技術人員在配備齊全的實驗室中完成。由于HSO₃–的濃度會隨著樣品收集和運輸的時間而發生波動，容易導致檢測誤差，這一直是SO₂衍生物檢測的關鍵問題之一。因此，開發快速、可現場檢測HSO₃–的新方法至關重要。

本研究報道了一種新型近紅外熒光探針（SL），用于快速和現場分析焦化廢水和食品樣品中的HSO₃–，并用于評估生物體內HSO₃–的水平。由于D-π-A結構和典型的分子內電荷轉移（ICT）過程，探針SL在810 nm處顯示出較強的近紅外熒光發射。在HSO₃–存在下，HSO₃–與C=C鍵的Michael加成反應導致π共軛體系和ICT過程被破壞，使得SL溶液顏色由深紅色變為無色，熒光由藍紫色變為淺藍色。該探針具有近紅外發射（810 nm）、大的Stokes位移（290 nm）、比率型響應、靈敏度高（38nM）、響應快（40s）和高的生物相容性等優勢。探針SL成功應用于活體HeLa細胞和動物體內HSO₃–的熒光分析和成像。同時，通過將探針SL與智能手機聯用實現了實際食品樣品和自來水、飲用水、河水和焦化廢水等實際水樣中HSO₃–含量的定量檢測，推進了終端用戶在沒有專業人員和實驗設備的情況下對SO₂衍生物進行快速、現場分析的檢測新技術。（供稿單位：化工學院 圖片來源：化工學院）

圖1. 熒光探針的識別機制以及與智能手機聯用用于實際樣品中SO₂衍生物的定量檢測.

圖2. 食品樣品中SO₂衍生物的檢測.

圖3. 實際水樣中SO₂衍生物的檢測.