中國水產科學研究院東海水產研究所水產品質量安全與加工研究室開發了一種可快速靈敏的檢測環境水體和南極磷蝦中F^?離子的方法。該研究成果以“Switch-Off-On” Detection of Fe³⁺and F^?Ions Based on Fluorescence Silicon Nanoparticles and Their Application to Food Samples”為題，發表在材料學期刊《Namomaterials》 (JCR 1區， IF：5.719) 上。

氟作為人體的必需元素，在許多方面發揮著重要作用，如牙科保健和骨質疏松癥的臨床治療等。人體所需的氟主要來自于飲用水，但若飲用水中氟含量過高，也會造成牙齒長斑變脆，甚至患有氟骨病，導致骨髓畸形等。因此飲用水中氟含量的高低直接影響了人類的健康。南極磷蝦蘊藏量大，并具有豐富的蛋白質和不飽和脂肪酸，良好的營養和保健功效。然而南極磷蝦體內氟含量相對較高，過量食入將會對人體產生潛在的危害。因此，如何科學的、簡便的監測環境水體和南極磷蝦體內氟的含量具有十分重要的意義。

為監測環境水體和南極磷蝦中氟的含量，課題組以硅納米顆粒(SiNPs) 熒光探針為基礎，構建了一種用于F^?離子檢測的“on-off-on”傳感器。SiNPs是一種非金屬納米粒子，主要含有無毒的C、O、N、Si元素，具有良好的水溶性、光致發光性、易于功能化、環境友好、毒性低、且生物相容性好等優點，已被廣泛應用于各類智能傳感器的開發。當有Fe³⁺加入時，其會進入SiNPs的空腔，形成SiNPs-Fe³⁺主客體配合物，導致SiNPs熒光猝滅(由“ON”到“OFF”)。 F^?離子不能直接影響SiNPs的熒光，但其與Fe³⁺有較強的親和力，易形成更穩定的配合物。當F^?離子加入到SiNPs-Fe³⁺體系中，促使Fe³⁺從SiNPs的空穴中移除，從而使體系的熒光恢復(“ON”)，熒光恢復強度與F^?離子濃度呈良好的線性關系，進而建立檢測F^?離子的方法。該研究工作首次基于SiNPs將無損的熒光分析技術成功地應用于自來水、南極磷蝦和南極磷蝦粉中F^?離子含量的測定，為檢測方法的開發、環境水體和水產品的安全監測等方面提供技術和數據支撐。

                                             基于SiNPs構建檢測F^?離子的“on-off-on”傳感器示意圖