利用席夫碱反应合理构建D-L-A型光致电子转移荧光探针

光致电子转移（Photoinduced Electron Transfer，PET）是指激发态的荧光团将电子传递给猝灭剂或者接受猝灭剂的电子导致荧光猝灭的现象。由于具有快速高效、非光谱重叠依赖和易于利用简单电化学手段进行判别等特点，PET已经被广泛用于荧光探针的设计并显示出广阔的应用前景。早期的PET探针由于荧光团和猝灭剂自由分散在溶液中，其受制于溶剂扩散速率，常需要高浓度的猝灭剂，因而很难实现对目标物的高灵敏检测。为了克服这一缺陷，现在研究者们大多采取Donor-Linker-Acceptor（D-L-A）的策略进行PET荧光探针的构建，即将荧光团和猝灭剂用一段短碳链进行共价连接。但这种共价连接体系存在合成困难、设计灵活性差等不足，不利于PET荧光探针的实际应用。因此，发展一种简便高效的PET荧光探针构建方法具有重要研究意义。

伯胺与羰基化合物脱水缩合，生成亚胺产物-C=N-，此反应被称为席夫碱反应。席夫碱化合物具有合成简易、反应条件温和（可在水相反应）、性能多样和结构可调等特点，是构筑D-L-A型PET荧光探针的良好构件。但是，目前基于席夫碱反应的D-L-A型PET荧光探针用于生物酶检测的报道还很少。金纳米团簇（Gold Nanoclusters，AuNCs）作为一种新兴的荧光纳米材料，具有合成简便、尺寸小、生物相容性好、可修饰性强、电化学性质易知等突出优势，在分析化学领域中应用潜力巨大。然而，目前关于AuNCs的荧光猝灭机理还不是很清楚，特别是对PET引起的AuNCs荧光猝灭过程的研究还罕见报道，这极大地限制了其进一步发展。

基于此，近日福建医科大学陈伟（点击查看介绍）课题组在利用AuNCs成功构建PET荧光探针实现阿霉素检测的基础上（Sens. Actuators B, 2019, 296, 126656），提出了一种利用席夫碱反应合理设计高效简便的D-L-A型PET荧光探针的方法，并应用于酸性磷酸酶（ACP）的测定。首先，他们根据PET原理和席夫碱反应的特点，选择短碳链半胱胺（Cys）和N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）作为配体分子，制备了新型功能化的金纳米团簇（Cys/NAC-AuNCs）荧光探针。随后，在充分考虑磷酸吡哆醛（PLP）绿色易得，能够作为良好电子供体，且与吡哆醛（PL）相比更容易发生席夫碱反应等优点后，他们选择PLP作为元件构建D-L-A型PET荧光探针，并且利用Rehm−Weller方程和HOMO-LUMO能级等手段证明了PLP猝灭Cys/NAC-AuNCs荧光的机理为还原型PET（如图1）。最后，他们根据PLP和PL对Cys/NAC-AuNCs荧光抑制效果的差异，设计了一种ACP及其抑制剂的检测新方法。该工作不仅提出了一种利用席夫碱反应构建简单高效的D-L-A型PET荧光探针的新策略，而且还为其他荧光纳米材料PET 探针的设计提供了新的参考和思路。

图1. 基于席夫碱反应的新型D-L-A型PET荧光探针的构建

这一研究成果近期发表在Analytical Chemistry上，福建医科大学青年教师邓豪华副教授和硕士研究生黄开源为论文共同第一作者，通讯作者为查代君副教授、孙伟明副教授和陈伟教授，相关工作得到国家自然科学基金委的支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Rational design of high-performance donor–linker–acceptor hybrids using a Schiff base for enabling photoinduced electron transfer

Hao-Hua Deng, Kai-Yuan Huang, Shao-Bin He, Li-Ping Xue, Hua-Ping Peng, Dai-Jun Zha, Wei-Ming Sun, Xing-Hua Xia, Wei Chen

Anal. Chem., 2020, 92, 2019-2026, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b04434

作者简介

陈伟，福建医科大学药学院教授，博士研究生导师，享受国务院特殊津贴专家，国家百千万人才工程人选，教育部新世纪优秀人才，福建省科技创新领军人才，福建省百千万人才工程人选。1997 年毕业于复旦大学化学系获学士学位，2010 年毕业于南京大学化学化工学院获博士学位。目前主要开展纳米生物医药技术研究，近年来在 Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Chem. Mater.、Small、Anal. Chem.、Biosens. Bioelectron.、Chem. Commun.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Nanoscale 等 SCI 刊物上发表研究论文 135 篇。作为项目负责人主持完成及在研的国家及省部级科研课题 10 余项，获教育部高等学校自然科学奖一等奖 1 项，福建省科学技术进步奖一等奖1项，福建省科学技术二等奖 2 项，福建医学科技奖三等奖 1 项，福建青年科技奖 1 项，福建省运盛青年科技奖1项。

https://www.x-mol.com/university/faculty/59826