辽宁科技大学孟庆涛和昆士兰大学张润团队：荧光探针-智能手机联用实现“裸眼”检测食品中硫化氢

展源 2023-10-18

近期，辽宁科技大学孟庆涛和澳大利亚昆士兰大学张润团队在《Food Chemistry》期刊上发表最新研究成果：Red-emitting fluorescent probe for hydrogen sulfide detection and its applications in food freshness determination and in vivo bioimaging。

●该研究设计合成了一种红光发射荧光探针(XDS)，成功应用于活体内和实际样品中的H2S的定性和定量检测，并进一步将荧光探针与智能手机结合，仅通过“裸眼”即可实现对实际环境水样、食物样品以及变质食物中H2S的快速检测。

成果介绍

硫化氢（H₂S）被认为是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，在食品中，这种气体是由含有机硫的食品（如鸡蛋、肉类、蔬菜、水果等）天然产生的。据报道，H₂S通过调节生理代谢和提高抗氧化酶活性可以延长蔬菜和水果的贮藏时间。虽然H₂S有利于食品的储存，但它对一些饮料和食品质量有不良影响。例如，酿酒酵母在发酵过程中产生的H₂S对发酵饮料和食品的味道和风味有负面影响。大蒜和肉类中含硫细菌的代谢物所产生的H₂S被广泛认为是大蒜和肉类变质过程中的主要挥发物之一，基于此，H₂S最近被作为食物新鲜度的指标。因此，开发快速、便捷、灵敏和特异性的H₂S检测技术，对食品质量监测等公共卫生安全具有重要的应用价值。

该项研究成功开发了一种红光发射的荧光探针XDS用于食物变质过程中H₂S的特异性检测。在H₂S存在时，由于XDS中C=C键与H₂S的亲核加成反应，香豆素衍生物到绕丹宁单元的分子内电荷转移（ICT）过程被阻断，引起荧光淬灭（图1）。XDS具有红色发射（611 nm）、生理pH的可靠性、低细胞毒性、高灵敏度（0.98 μM）和对H₂S的特异性识别等优点（图2）。利用XDS作为探针，通过“裸眼”比色分析和校准曲线法分别对真实水样和啤酒样品中的H₂S进行了半定量和定量检测，并对食品变质过程中所产生的H₂S进行了“裸眼”实时监测（图3）。更重要的是，利用XDS与智能手机联用技术对真实水样和啤酒样品中的H₂S进行了快速定量地检测（图4）。此外，XDS还被用于可视化体内内源性和外源性H₂S，以及小鼠炎症模型中H₂S的产生。