荧光探针是定性、定量检测生物体内钙离子的一线方法。然而，目前商业上可用的探针的高亲和力和聚集导致的猝灭(ACQ)等特性往往使其具有从nM到μM的低浓度检测限，而无法在原位检测从μM到mM的更高浓度的Ca²⁺。有鉴于此，华东理工大学王琪教授开发了一个具有聚集诱导发光(AIE)活性和良好亲和力的Ca²⁺探针TCM-4COOH，其能够在mM水平上对高浓度Ca²⁺表现出线性响应。

本文要点：

（1）TCM-4COOH能够与Ca²⁺快速结合，进而使得荧光显著增强，且具有高信噪比。此外，该螯合物也不易从细胞中扩散，因此其具有在生物体内进行长期成像的能力。在分子设计方面，多个亚氨基二乙酸羧基使得TCM-4COOH具有良好的水溶性和pH生物相容性，其产生的背景荧光可忽略不计，信噪比(S/N)高。与此同时，相对分散的羧基和TCM构建块的吸电子作用能够共同调节探针对Ca²⁺的亲和力，从而进一步拓宽检测上限。

（2）为了实现更好的细胞膜穿透性，实验进一步利用乙酰甲酯对TCM-4COOH进行修饰。内源性酯酶能够将乙酰甲酯单元裂解以释放TCM-4COOH，进而检测细胞内Ca²⁺。得益于荧光团和螯合基团的合理设计，具有AIE活性的传感器TCM-4COOH可以实现长期原位保留，并对钙过载细胞和骨微裂纹进行可视化成像，从而为拓宽生物环境中Ca²⁺检测上限提供了一个新的平台。

Xiangyu Li. et al. An AIE-active probe for monitoring calcium-rich biological environment with high signal-to-noise and long-term retention in situ. Biomaterials. 2022

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961222004185