李念兵/徐立群/罗红群Anal. Chem.：高效荧光策略超灵敏检测大鼠尿和脑中多巴胺

研究内容

鉴于多巴胺( DA ) 在控制心理健康方面的优势，规划一种简单高效的DA检测创新方法有助于神经系统疾病的评估。

西南大学李念兵、徐立群和罗红群 阐述了一种高效的荧光策略，用于DA的超灵敏检测，显著增强了开启反应。 结果显示， 通过限制扭曲分子内电荷转移 ( TICT ) 过程，DA的检测极限可以降低到80 pM，这与之前报道的荧光方法相比是有竞争力的。该荧光法反应迅速 ( 90秒内 ) ，线性范围宽 ( 0.1-500 nM ) ，选择性强，灵敏度高，已用于实际尿液中DA含量的实时测量，结果令人满意。 相关工作以“ Tailoring Efficient Fluorogenic Tactic for Ultrasensitive Detection of Dopamine in Urine and Rat Brain through Real-Time and In Situ Formation of High-Performance Fluorophore ” 为题发表在国际著名期刊 Analytical Chemistry 上。

研究要点

要点1 . 作者通过 DA与间苯二酚，3-二乙氨基苯酚8-羟基久洛里定 ( HJ ) 的一步反应，合理地合成了三种偶氮素衍生物，命名为 Aza ，9-氨基-4-羟基-1,2,3,4-四氢-5H-4,11a-甲基苯并呋喃-[2,3-d]偶氮素-5-酮 ( N-Aza ) 和11-羟基-2,3,6,7,11,12,13,14-八氢-1H，5H，10H-11,14-甲基偶氮并[5′，4′：4,5]呋喃并[2,3-f]吡啶并[3,2,1-ij]喹啉-10-酮 ( J-Aza ) 。

要点2 . 与 Aza 的蓝色荧光( 460 nm ) 相比，由于分子内电荷转移 ( ICT ) 效应的增强， N-Aza 和 J-Aza 表现出发射波长 ( 495和515 nm ) 的红移。利用扭曲分子内电荷转移（TICT）抑制策略，J-Aza不仅具 有高达 0.956的理想荧光量子产率 ( Φ F ) ，大大超过了 Aza ( 0.495 ) 和 N-Aza ( 0.033 )。

要点3 . 这种新的传感方法还表现出简单 ( 一步操作 ) 、变色位移发射波长 ( 510 nm ) 、良好的光稳定性、超大开启增强 ( 约110000倍 ) 、快速响应 ( 90 s ) 以及对DA对其他儿 茶酚胺的优异选择性。 DA的检测极限可以降低到80pM。该荧光法反应迅速 ( 90秒内 ) ，线性范围宽 ( 0.1-500 nM ) ，选择性强，灵敏度高，已用于 实时 DA监测适用于复杂的尿液样本。通过荧光策略，利血平诱导的抑郁症大鼠模型的大脑DA水平已被证明低于正常模型。

这种高性能荧光策略有望在临床诊断和生物传感领域破解DA波动与神经系统疾病之间的联系。

研究图文

图1 . （ a）间苯二酚与DA的荧光反应示意图。（b）本文合成的氮杂氮、N-氮杂氮和J-氮杂氮的化学结构。（c）本文报道的HJ和DA之间的荧光反应示意图 。

图 2. （ a） Aza 、 J-Aza 和 N-Aza 在H 2 O中的归一化荧光光谱。插图：在365 nm紫外线下拍摄的相应照片。（b） Aza 、（c） N-Aza 和（d） J-Aza 在不同极性的各种溶剂中的归一化荧光光谱。介质 ： 甲苯、EA、乙腈、EtOH、MeOH、H 2 O和NaOH水溶液 ( pH＝12.0 ) 。 特定照射时间的荧光强度与（ e） Aza 、（F） N-Aza 和（g） J-Aza 的初始强度值 ( F/F 0 ) 的比率。光源：420 nm LED ( 20 W ) 。

图 3. （ a） N-Aza 和（b） J-Aza 在EtOH和H 2 O共溶剂中的荧光光谱，具有不同的f w 值 ( 0-99% ) 。 N-Aza 和 J-Aza 的激发波长分别为430和450 nm。f w 值对不同f w 值 ( 0-99% ) 的EtOH和H 2 O共溶剂中（c） N-Aza 和（d） J-Aza 荧光强度的影响。插图：在365 nm紫外线下测试样品的真实照片。（e） N-Aza 的TICT过程和 J-Aza 的抑制结果。

图4 . （ a） Aza ， N-Aza 和 J-Aza 的 优化几何结构和化学结构。（b） Aza ， N-Aza 和 J-Aza 的 前沿分子轨道 ( HOMO和LUMO ) 和能量。

图5 . （ a）间苯二酚与DA、（b）3-二乙氨基苯酚与DA和（c） HJ 与DA的荧光光谱。λ ex =415、430和450 nm。插图：在365 nm紫外线下拍摄的相应测试样品的照片。在BR缓冲液 ( pH=11.0 ) 中添加梯度浓度的DA ( 0-20000 nM ) 时，HJ ( 10 μM ) 的（d）荧光光谱和（e）强度。λ ex =450 nM。插图：相关样品在365 nm紫外线下的真实照片。（f）I 510 与DA浓度 ( 0.1-500 nM ) 之间的拟合线性关系。（g）儿茶酚胺及其 前驱体 的化学结构。加入DA ( 200 nM ) 、其他儿茶酚胺衍生物 ( 1000 nM ) 及其前体 ( 1000 nM ) 后 HJ 溶液 ( 10 μM ) 的（h）荧光光谱和（i）强度。λ ex =450 nm。插图：相关样品在365 nm紫外线下的真实照片。

图6 . （ a）利血平致抑郁大鼠模型及对照组的建立。（b）加入抑郁大鼠和正常大鼠脑提取物后 HJ 溶液的荧光强度 ( I 510 ) 。λ ex =450 nm。在测试之前，将脑提取物样品稀释50倍。

文献详情

Tailoring Efficient Fluorogenic Tactic for Ultrasensitive Detection of Dopamine in Urine and Rat Brain through Real-Time and In Situ Formation of High-Performance Fluorophore

Zi Yi Xu, Xiao Dong He, Hong Qun Luo,* Li Qun Xu,* Nian Bing Li*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c03035