背景介绍
亚硝酸盐是环境与食品中常见污染物，可通过氨气氧化、硝酸盐还原等途径生成，长期放置的蔬菜、腌制食品及农业化肥使用都会导致其存在。世界卫生组织和美国环境保护协会对饮用水中亚硝酸盐含量有严格限定，因此建立快速、灵敏、准确的检测方法至关重要。现有检测方法如色谱法、Griess 比色法等存在操作复杂、灵敏度低、水溶性差等问题，难以满足现场实时可视化检测需求。
文章亮点
1.研究基于罗丹明 800 与羟胺开发新型水溶性荧光探针Rh-PAO，其偕胺肟结构在强酸性条件下与亚硝酸盐反应，5 min内完成检测，检出限低至10-8mol/L 级别，较传统方法提升2 ～3 个数量级；
2.该探针抗干扰能力强，50 倍共存离子不影响检测，结合荧光与紫外可见光谱实现双模检测，成功应用于水样分析，加标回收率97.4% ～ 112.9%，还构建便携式检测系统，为亚硝酸盐检测提供新方法。
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 探针Rh-PAO的合成及核磁共振（NMR）检测
1.2.2 分析体系的建立
将6 μL（2×10-3 mol/L）探针储备液加入2 mL HCl溶液（pH1）中，再加入适量的亚硝酸溶液（加入体积＜5 μL），混匀后在65℃水浴中加热10 min，冷却至室温后进行测定。λEx/λEm=625 nm/653 nm，入射狭缝/出射狭缝宽度=5 nm/5 nm。
2 结果与讨论
2.1 探针Rh-PAO的光学性能
如图2a所示，在pH1条件下探针有两个明显的罗丹明类衍生物特征吸收峰，分别位于580、625 nm，最佳荧光发射峰位于653 nm。加入亚硝酸盐后，在625 nm波长的激发下，653 nm处的荧光信号明显猝灭，在580、625 nm处的吸光度有明显的减弱，并且可以用裸眼观察到蓝色的溶液颜色逐渐变浅，在365 nm紫外灯照射下观察到红色荧光逐渐猝灭。这是由于探针Rh-PAO与亚硝酸盐发生重氮化反应导致荧光的猝灭，猝灭量是起始荧光强度的93.4%。该结果表明探针Rh-PAO可以与亚硝酸盐响应使光学信号发生改变。图2b和2c可知探针光谱信号的改变是由亚硝酸盐的加入导致的，而不是加热造成的。因此，该探针在加热条件下可以完成对亚硝酸盐的检测。
2.2 反应条件对荧光体系的影响
2.3 探针Rh-PAO对不同物质的选择性测试
2.4 探针Rh-PAO的响应性能
如表1所示，该探针在更短的时间内完成亚硝酸盐的检测，更好的选择性和检测灵敏度。以上数据表明，应用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法均可以较为灵敏的完成对亚硝酸盐的检测，该探针具有一定的应用潜力。
2.5 探针Rh-PAO的反应机理
探针与亚硝酸发生重氮化反应生成重氮盐，重氮盐不稳定而以N2的形式脱离形成碳正离子，水中氧的孤对电子作为亲核试剂进攻碳正离子，最后生成稳定的酮类化合物。
2.6 实际水样检测分析应用
3 结论
本文针对苯二胺结构与亚硝酸盐重氮化反应速度慢的问题，通过-OH取代设计偕胺肟结构的水溶性荧光探针，基于-OH更强的亲核加成反应性能，提升了重氮化反应的速度，实现了亚硝酸盐5 min的快速识别反应。可能共存的干扰离子在50倍亚硝酸盐的浓度下，对体系的测定不产生干扰，显现了优异的抗干扰性能。反应前后溶液的颜色和荧光信号发生明显变化，实现灵敏的荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法双模式检测。该探针成功完成饮用水与环境水样中亚硝酸盐含量的检测；通过简易的加热装置共同搭建了便携的亚硝酸盐可视化检测装置。
通讯作者介绍
杨冉
个人简介
郑州大学教授，硕士生导师，主要从事食品安全快速检测方面的研究工作。主持国家自然科学基金2项，国家重点实验室开放基金、河南省等各级项目10余项，发表SCI文章132篇，授权专利30余项，出版专著4部，获得河南省科技成果自然科学三等奖1项。
主要研究方向
食品安全快速检测
近五年代表作
1. Dai, X.; Li, Y.; Sun, Y.; Li, Z.; Tao, J.; Qu, L.; Yang, R. Tackling the Kinetic Dilemma of Thioacetals in Sensing of Mercury through Subtle Structural Changes of S to O. Sensors and Actuators B: Chemical 2023, 392, 134104.
2. Li, Y.; Zhang, M.; Tao, J.; Zhao, L.; Li, Z.; Yang, R.; Qu, L. Tackling the Water Solubility Dilemma of Spiroring-Closing Rhodamine: Sulfone-Functionalization Enabling Rational Designing Water-Soluble Probe for Rapid Visualizing Mercury Ions in Cosmetics. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2024, 311, 123999.
3. Zhu, Q.; Mao, H.; Li, J.; Hua, J.; Wang, J.; Yang, R.; Li, Z. A Glycine-Functionalized Graphene Quantum Dots Synthesized by a Facile Post-Modification Strategy for a Sensitive and Selective Fluorescence Sensor of Mercury Ions. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2021, 247, 119090.
4. Wu, J.; Qu, L.; Li, Z.; Zhao, L.; Sun, Y.; Yang, R. Light-Responsive Benzobisthiazole as Oxidase Mimic for Rapid Determination of Glutathione in Food and Vegetable. Food Chemistry 2023, 427, 136672.
5. Cao, Q.; Tao, J.; Sun, Y.; Sun, W.; Zhao, L.; Yang, R.; Qu, L. A Smartphone-Assisted on-Site Colorimetric Sensing for Total Amount Determination of Leuco-Malachite Green and Malachite Green Based on Nanozyme Selected Oxidation Strategy. Sensors and Actuators B: Chemical 2024, 418, 136180.
6. Guo, Y.; Sun, Y.; Li, Z.; Feng, S.; Yang, R.; Qu, L. Detection, Detoxification, and Removal of Multiply Heavy Metal Ions Using a Recyclable Probe Enabled by Click and Declick Chemistry. Journal of Hazardous Materials 2022, 423, 127242.
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