这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是对该研究的详细报告：
一、研究作者及发表信息
本研究的主要作者包括Peng Liao、Qin Lu、Gengyu Du、Peng Zhang、Xianzhe Yu、Cailing Fan、Wei Shu、Qinxi Dong和Chaoyuan Zeng。研究团队来自海南大学化学与化工学院以及山东理工大学生命科学与医学学院。该研究发表于期刊《Dyes and Pigments》2024年第225卷，文章编号为112110，于2024年3月26日在线发表。
二、学术背景
氨气（ammonia）是工业和农业生产中常见的毒性气体，对环境和人体健康造成严重危害。氨气不仅会刺激呼吸道和皮肤黏膜，还可能导致中枢神经系统损伤，并与呼吸道和心血管疾病的发病率增加有关。此外，氨气在大气中通过形成铵盐增加了雾霾颗粒的质量浓度，导致严重的空气污染。因此，开发高灵敏度的氨气传感器具有重要的科学和应用价值。
本研究的主要目标是开发一种基于1,1’-联萘酚（binol）的新型荧光探针，用于实时、现场和定量检测氨气。该探针通过氨气与探针分子中的功能基团（如醛基和羟基）相互作用，改变探针分子的电子态，从而激发强荧光。研究还开发了一种快速检测氨气的试纸条，并通过生物成像实验验证了探针在活细胞中外源性氨气的检测能力。
三、研究流程
1. 探针的合成
研究首先合成了基于binol的荧光探针®-1。合成过程包括多个步骤：首先将®-4溶解在二氯甲烷中，加入二异丙基乙胺（dipea）和溴甲基甲基醚（bromomethyl ether），反应生成白色固体®-3。随后，将®-3溶解在四氢呋喃中，加入正丁基锂（n-BuLi）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF），反应生成黄色油状物®-2。最后，在酸性条件下去除保护基团，得到黄色探针®-1。探针的结构通过核磁共振（NMR）和质谱（MS）进行表征。
荧光分析
将探针®-1溶解在二甲基亚砜（DMSO）中，制备成1.6 mM的储备液。将不同浓度的氨气溶液与探针混合，测量其在430 nm激发波长下的荧光发射光谱（450-720 nm）。通过时间依赖性荧光强度实验，研究探针对氨气的响应时间。结果表明，探针在5分钟内达到荧光强度峰值，并保持稳定。
选择性实验
为了验证探针的选择性，研究测试了探针与多种干扰物（如氨基酸醇、阳离子和二氧化硫）的相互作用。结果显示，探针仅在氨气存在时显著增强荧光，而对其他干扰物几乎没有响应。这表明探针®-1具有高选择性，适用于实际应用中的氨气检测。
试纸条的开发
基于探针与氨气作用后荧光光谱的显著变化，研究开发了一种快速检测氨气的试纸条。将探针溶液浸渍在定性滤纸上，自然干燥后形成浅黄色试纸条。试纸条在氨气溶液中浸泡10秒后，颜色从浅黄色变为红棕色，实现了氨气的快速可视化检测。
生物成像实验
通过MTT实验评估探针的细胞毒性，结果表明探针在0-20 μM浓度范围内具有良好的生物相容性。随后，利用共聚焦荧光成像实验检测活细胞中的外源性氨气。结果显示，探针在细胞中几乎不发光，但在加入氨气后，细胞内的黄色荧光显著增强，表明探针具有良好的细胞渗透性和氨气检测能力。
四、主要结果
1. 探针的荧光响应
探针®-1本身无荧光，但在氨气存在下，其在538 nm处表现出强荧光发射，且斯托克斯位移（Stokes shift）达到108 nm。荧光强度与氨气浓度在20-2×10^4 μM范围内呈线性关系，检测限为0.96 ppm。
选择性
探针仅在氨气存在时显著增强荧光，而对其他干扰物（如氨基酸醇和阳离子）几乎没有响应，表明其具有高选择性。
试纸条的快速检测
试纸条在氨气溶液中浸泡后，颜色从浅黄色变为红棕色，实现了氨气的快速可视化检测。
生物成像
探针在活细胞中能够检测外源性氨气，且具有良好的生物相容性和细胞渗透性。
五、结论
本研究成功开发了一种基于binol的新型荧光探针®-1，用于高效、高灵敏度和特异性检测氨气。探针通过与氨气形成六元环和氧负离子，产生适合氨气检测的光学信号。试纸条的开发实现了氨气的快速可视化检测，探针在生物成像中的应用展示了其在环境监测和生物医学领域的潜力。
六、研究亮点
1. 高灵敏度和选择性
探针®-1对氨气的检测限低至0.96 ppm，且对多种干扰物具有高选择性。
2. 快速响应和可视化检测
探针在5分钟内完成氨气检测，试纸条实现了氨气的快速可视化检测。
3. 生物相容性和细胞成像
探针具有良好的生物相容性，能够检测活细胞中的外源性氨气。
七、其他有价值的内容
研究还通过核磁共振和质谱技术详细分析了探针与氨气的相互作用机制，为荧光探针的设计提供了新的思路。此外，试纸条的开发为氨气的现场检测提供了一种简便、低成本的方法，具有广泛的应用前景。