在国家自然科学基金委和中科院等的大力支持下，化学所马会民研究员课题组与有机固体重点实验室张德清研究员、朱道本院士合作，设计合成新型单线态氧的化学发光探针，在单线态氧的化学发光探针研究与分析方面取得新进展。研究成果发表在最近一期的国际化学期刊J. Am. Chem. Soc. (2004, 126, 11543-11548)上。

单线态氧（¹O₂）是一种处于激发态的分子氧。与超氧阴离子自由基、羟基自由基以及过氧化氢等活性氧物种类似，¹O₂在生物氧化过程中也扮演着重要的角色。然而，目前可用于单线态氧研究与分析的方法比较短缺。这主要因为：一方面，要将¹O₂与其它的活性氧物种加以区分，则需要分析方法的选择性很高；另一方面，由于¹O₂在水溶液中的短寿命(~ 3 μs)和低产率，所用的方法还应具有很高的灵敏度。

该研究基于光诱导电子转移（PET）原理，将强电子给体四硫富瓦烯（TTF）单元连接到对¹O₂有特效捕获作用的发光体蒽上，设计与合成了一种新的、对¹O₂有很高选择性和灵敏度的化学发光捕获探针4,5-二甲硫基-4’-[2-(9-蒽氧基)乙硫基]四硫富瓦烯。其响应机理为：受TTF活化的蒽单元首先捕获¹O₂，生成了一种不稳定的内过氧化物；它的分解不仅引起蒽核的激发并随后通过辐射失活而发光，而且还导致了TTF单元的氧化。在这种连串反应中，最终形成的探针阳离子形式促进了化学发光反应的进行，同时也阻止了TTF单元和激发态蒽单元之间的PET过程，从而增强了化学发光。研究表明，该探针只对¹O₂表现出较强的化学发光，而对其他的活性氧物种（如H₂O₂、OCl^-、O₂^-、^.OH）仅产生很弱的化学发光响应，具有很高的选择性。该探针对单线态氧的检测限可达76 nM。

探针与¹O₂的化学发光反应机理