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氟离子（F^-）是人体内最重要的阴离子之一，与各种病理和生理过程有关。水溶液中氟离子的检测以及活细胞中氟离子的成像仍然是一个挑战。荧光检测技术因其技术简单、成本低、灵敏度高、选择性好、可应用于阴离子活细胞成像等优点而备受关注。最近报道了几种基于氢键机制的荧光探针，用于检测F^-。然而，F^-容易与水分子形成氢键，这严重限制了荧光探针在水系统中对F^-的检测。因此，作者合成了一种基于BODIPY的荧光探针BEB-F，用于检测水溶液中的氟离子。

荧光探针BEB-F的合成总共需要三个步骤，比较容易获得。首先测得BEB-F在630 nm处有一个强烈的吸收峰，因此选择600 nm作为荧光测量的激发波长。加入F^-后，探针在677 nm处的发射强度明显增强，且BEB-F（10 μM）的荧光强度随着F^-浓度增加而增强。接着通过动力学实验研究了BEB-F对F^-的响应时间。结果表明，在探针溶液中加入F^-后10 min，荧光强度增至最大值，表明探针对F^-有即时响应。又测试了在很宽的pH 3.0-9.0范围内，BEB-F的荧光发射是稳定的。最后又证明了BEB-F对F^-的有很高的选择性。

作者在确认BEB-F在体外检测F^-方面具有良好的灵敏度和选择性后，接着去探索BEB-F 是否可用于活细胞。首先使用MTT法研究BEB-F的细胞毒性，用不同浓度的BEB-F (0-50μM) 与HeLa细胞和4T1细胞一起孵育，当BEB-F的浓度增加到50μM时，细胞活力也始终高于85%。这些结果表明BEB-F具有低细胞毒性和良好的生物相容性。因此，继续测试在HeLa细胞和4T1细胞中存在KF的情况下BEB-F的细胞成像能力。结果显示，在培养基中经KF处理后，细胞内荧光随F^-量的增加而升高，说明BEB-F具有优异的活细胞成像能力。

此外，BEB-F还用于测定自来水和湖水样品中的F^-含量。BEB-F可以检测到F⁻浓度为80和100μm的样品中，回收率接近100%。而且自来水和湖水的成分不会显着干扰F^-，这一事实表明该化合物在水质监测应用中的潜力。

总之，作者开发了一种基于BODIPY的荧光探针BEB-F，采用频哪醇硼酸酯基团作为识别部分。成功用于检测水溶液中的氟离子及人宫颈癌细胞和小鼠乳腺癌细胞中氟离子的荧光生物成像。

本文作者：WHF

责任编辑：FJY

DOI:10.1021/acsomega.2c03875

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.2c03875