组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
L-半胱氨酸（L-cysteine）、谷胱甘肽（GSH）等含自由巯基生物分子；样品基质为 DMSO 溶液及活 HeLa 细胞培养体系
检测原理
TPE-MI 中马来酰亚胺（MI）单元的羰基与烯键形成 n-π 共轭，导致 TPE 的荧光在溶液和固态均被淬灭。当含自由巯基的分析物（如 L-半胱氨酸、GSH）接触 TLC 板上的 TPE-MI 斑点时，巯基与 MI 发生巯基-烯点击加成，破坏该共轭并生成巯基化 TPE（TPE-BSP）。由于 TPE 具有聚集诱导发光（AIE）特性，反应产物在固态/聚合态下恢复强蓝色荧光。荧光强度随巯基浓度增加而增强，低浓度约 1 ppb 时仍可肉眼观察；不含自由巯基的氨基酸或蛋白不反应，斑点保持暗态。在活细胞中，TPE-MI 纳米聚集体进入细胞并与胞内巯基（主要为 GSH）反应，从而以荧光信号映射巯基分布。
检测灵敏度
LOD: 1 ng/mL（约 1 ppb，L-cysteine，TLC 板肉眼检测）；GSH: 约 0.3 ppm
效应效果
该探针具有高度选择性，仅响应自由巯基：L-半胱氨酸（L-cysteine）在 1–1000 ng/mL 范围内均产生可见荧光，1 ng/mL（约 1 ppb）仍可肉眼辨识；而天冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、蛋氨酸和谷氨酸等无巯基氨基酸均不发光。谷胱甘肽（GSH）约 0.3 ppm 即可开启发射，无巯基蛋白 GLVPA 无响应。TPE-MI 纳米聚集体孵育 HeLa 细胞 5 min 后，细胞保持健康，显示良好生物相容性；荧光主要位于胞质，核区较弱。方法无需昂贵仪器，操作简便、快速，适合固态巯基检测与细胞内 GSH 分布成像。
传感器的构成
- 基底/固态载体：薄层色谱板（TLC plate），提供固态反应与成像平台
- 荧光探针层：四苯乙烯-马来酰亚胺（TPE-MI）斑点，TPE 为 AIE 荧光团，MI 为识别基团
- 识别元件：马来酰亚胺（MI）基团，通过巯基-烯点击反应特异性结合自由巯基
- 信号换能元件：TPE 聚合态 AIE 荧光体，巯基加成后恢复强蓝色荧光
- 读出层：254/365 nm UV 激发下肉眼或荧光成像观察斑点发光
中文摘要
本文报道了一种便捷、特异且灵敏的固态荧光生物探针。作者将四苯乙烯（TPE）通过马来酰亚胺（MI）基团功能化，得到 TPE-MI 加合物；该加合物在溶液和固态下均无荧光发射。当含自由巯基的分析物存在时，巯基与 MI 侧基发生巯基-烯点击加成，破坏 MI 单元的 n-π 共轭，使 TPE 恢复聚集诱导发光（AIE）性质，从而由暗态转变为强蓝色荧光。基于该机制，TPE-MI 斑点在薄层色谱（TLC）板上暴露于 L-半胱氨酸等含巯基氨基酸时发光，而暴露于其他无自由巯基氨基酸时保持无发射。该过程快速、对比度高，约 1 ppb 的 L-半胱氨酸即可被肉眼识别。类似地，含自由巯基的蛋白质如谷胱甘肽（GSH）也能开启 TPE-MI 的发射。以 TPE-MI 纳米聚集体作为可视化剂对活细胞染色后，可获得清晰荧光图像，为细胞系统中巯基物种分布的简便荧光标记提供了工具。
英文摘要
A handy, specific, sensitive bioprobe has been developed. Tetraphenylethene (TPE) was functionalized by a maleimide (MI) group, giving a TPE-MI adduct that was nonemissive in both solution and the solid state. It was readily transformed into a fluorogen showing an aggregation-induced emission (AIE) property by the click addition of thiol to its MI pendant. The click reaction and the AIE effect enabled TPE-MI to function as a thiol-specific bioprobe in the solid state. Thus, the spot of TPE-MI on a TLC plate became emissive when it had been exposed to L-cysteine, an amino acid containing a thiol group, but remained nonemissive when exposed to other amino acids that lack free thiol units. The thiol-activated emission was rapid and strong, readily detected by the naked eye at an analyte concentration as low as approximately 1 ppb, thanks to the "lighting up" nature of the bioprobing process. Similarly, the emission of TPE-MI was turned on only by the proteins containing free thiol units, such as glutathione. Clear fluorescence images were taken when living cells were stained by using TPE-MI as a visualization agent, affording a facile fluorescent maker for mapping the distribution of thiol species in cellular systems.