高选择性生物发光氟离子探针细胞和体内成像

　　 氟与人体健康息息相关，在许多化学和生物过程中扮演着重要的角色。在正常成年人体中氟约含2克～3克，主要分布在骨骼、牙齿中，血液中每毫升含有0.04微克～0.4微克。为了预防龋齿促进骨骼健康，氟已经被广泛应用于药品、牙膏，饮用水以及其它生活用品中。然而过量的氟离子会引起氟中毒。氟离子与钙离子结合生成的不溶性盐在人体里沉淀积累，导致组织和器官的损伤，从而诱发各种各样的疾病如氟斑牙、氟骨症、尿石病等。因此科学家们在寻找着一种高选择性、高灵敏性的氟离子体内检测手段。

　　最近，山东大学李敏勇教授和四川大学何谷教授课题组巧妙地设计与合成了一种基于生物发光原理的新型氟离子检测探针，并成功地进行了活细胞和动物体内的氟离子成像研究。氟和硅的高度亲和性已经被应用于氟离子的化学选择性检测中。该类探针应用一种含硅基团与萤火虫萤光素的氨基或羟基连接，从而阻碍了萤火虫萤光素酶与其底物萤光素之间的相互作用。当与氟离子相遇时，O-Si键断裂，进而使得萤火虫萤光素与萤光素酶顺利，产生生物发光信号。基于生物发光的原理和氟硅之间的高度亲和性，这类探针与一般的荧光探针相比，具有信噪比高、量子产率高、选择性高、灵敏性高等优势，尤其适合生物体内氟离子的成像研究。该研究对进一步了解氟离子在生物体内所发挥的作用具有重要的意义。