中国水产科学研究院东海水产研究所水产品质量安全与加工研究室开发了一种可快速灵敏的检测环境水体和南极磷虾中F⁻离子的方法。该研究成果以“Switch-Off-On” Detection of Fe³⁺and F⁻Ions Based on Fluorescence Silicon Nanoparticles and Their Application to Food Samples”为题，发表在材料学期刊《Namomaterials》 (JCR 1区， IF：5.719) 上。

氟作为人体的必需元素，在许多方面发挥着重要作用，如牙科保健和骨质疏松症的临床治疗等。人体所需的氟主要来自于饮用水，但若饮用水中氟含量过高，也会造成牙齿长斑变脆，甚至患有氟骨病，导致骨髓畸形等。因此饮用水中氟含量的高低直接影响了人类的健康。南极磷虾蕴藏量大，并具有丰富的蛋白质和不饱和脂肪酸，良好的营养和保健功效。然而南极磷虾体内氟含量相对较高，过量食入将会对人体产生潜在的危害。因此，如何科学的、简便的监测环境水体和南极磷虾体内氟的含量具有十分重要的意义。

为监测环境水体和南极磷虾中氟的含量，课题组以硅纳米颗粒(SiNPs) 荧光探针为基础，构建了一种用于F⁻离子检测的“on-off-on”传感器。SiNPs是一种非金属纳米粒子，主要含有无毒的C、O、N、Si元素，具有良好的水溶性、光致发光性、易于功能化、环境友好、毒性低、且生物相容性好等优点，已被广泛应用于各类智能传感器的开发。当有Fe³⁺加入时，其会进入SiNPs的空腔，形成SiNPs-Fe³⁺主客体配合物，导致SiNPs荧光猝灭(由“ON”到“OFF”)。 F⁻离子不能直接影响SiNPs的荧光，但其与Fe³⁺有较强的亲和力，易形成更稳定的配合物。当F⁻离子加入到SiNPs-Fe³⁺体系中，促使Fe³⁺从SiNPs的空穴中移除，从而使体系的荧光恢复(“ON”)，荧光恢复强度与F⁻离子浓度呈良好的线性关系，进而建立检测F⁻离子的方法。该研究工作首次基于SiNPs将无损的荧光分析技术成功地应用于自来水、南极磷虾和南极磷虾粉中F⁻离子含量的测定，为检测方法的开发、环境水体和水产品的安全监测等方面提供技术和数据支撑。

                                             基于SiNPs构建检测F⁻离子的“on-off-on”传感器示意图