2。1。1。3 基于静电引力与氢键的共同作用的阴离子探针

在阴离子探针的设计过程中，不可能只触及到单个分子识别方法，在更多状况下为了更好的识别和检测某种阴离子，经常会同时用到多个识别方法以加强探针的选择性，灵敏度及准确性。例如：同时使用静电引力作用和氢键结合作用这两种识别方法，可以研究出对待测物缔合更强的受体。如图2-7所示，根据静电引力和氢键的共同作用设计合成出了受体18及19[18]。由结构我们可以看出，待测氯离子既可以与质子化的叔胺产生静电引力作用又能同叔胺上的氢原子形成氢键作用。同理合成出了可以检测不同链长的二羧酸根离子的探针20及21。其中，化合物20[19]在受体产生质子化后，可以与m=2或3的待测离子产生较强的络合作用，而化合物21[20]在受体产生质子化后，可与m=5或6的待测离子发生较强结合。我们能够发现，这些阴离子受体与阴离子之间结合的作用力都是由静电引力和氢键作用的共同作用力产生的。

基于静电引力与氢键共同作用的受体

2。1。1。4基于金属或路易斯酸配位作用的阴离子探针

具有强吸电子酸性基团的路易斯酸（Lewis Acid，LA）极易与富含电子的阴离子的电子轨道出现交叠从而是两者之间产生配位结合作用。借助这种作用使得我们可以设计合成出很多阴离子受体。

2006年，一种氟离子荧光探针25被Suning Wang等人成功设计合成[21]。如图2-8所示，化合物25拥有存在于氮原子和硼原子之间的电荷转移和氮原子末端的 π * -π 的双荧光通道。起初，在体系还未滴加氟离子之前，主要是氮原子与硼原子之间的电荷转移发使得整个体系发出绿色荧光；当体系加入氟离子且缔结硼原子后，电子转移被阻断，另一个荧光通道变得活泼，使得体系产生蓝色荧光。因而，化合物25在与氟离子反应时，体系荧光由绿色变到蓝色。论文网

如图2-9 所示，Ramachandram Badugu 等人设计合成了可以利用硼酸基团可选择性地与氰根离子进行络合从而检测氰根离子的荧光分子探针[22]。该探针在结合氰根离子的过程中，探针分子中的吸电子基团(R-B(OH)2)会转变为供电子基团(R-B-(CN)3)，从而改变了探针分子内的电荷转移过程。所以，该探针在遇到氰根离子后，会引起体系荧光增强以及荧光光谱的改变。另外，该探针对氰根离子的识别与监测能够达到极其细微的微摩尔级别。

2。1。2  1，8-萘酰亚胺衍生物的荧光性能

1，8-萘酰亚胺类衍生物是一类被研究较多的具有稳定光化学性能及较大的Stokes位移等的强荧光化合物。因此而具有作为荧光探针载体潜质的萘酰亚胺衍生物，由于还具有较高的量子效率且易于进行化学修饰的优异性能，已经广泛地被化学工作者们在化学荧光探针的合成当中使用[23]。而且由于在萘酰亚胺类化合物的分子结构中存在着一个较大的能产生很强荧光的共轭结构，因此我们可以用这类化合物来设计合成分子内共轭电荷转移型荧光探针。

在我们课题组中就成功合成了诸多1，8-萘酰亚胺衍生物作为阴离子荧光检测器。例如，Baocun Zhu等人成功研究出了两种易于合成的特异性双光子荧光探针[24]，用于监测皮摩尔水平的HOCl，以及用于探索活细胞和体内较低浓度天然HOCl的生理和病理功能的优秀工具。首先设计和合成了一种基于分子间电荷转移（ICT）的双光子荧光探针NDMTC，采用DMTC组作为HOCl的识别受体。 NDMTC表现出对HOCl优于RNS，。此外，NDMTC可以准确测定皮摩尔级别的HOCl，并且是HOCl的皮摩尔分析的第一个荧光探针。生物成像应用实验表明，NDMTC可以特异性地监测细胞内天然HOCl水平，并将癌细胞与正常细胞区分开来。随后，为了追踪活体细胞和体内溶酶体的内在HOCl水平，通过向NDMTC平台引入烷基吗啉基团，合成溶酶体可靶向荧光探针Lyso-NDMTC，并进一步证实了其在溶酶体细胞器中成像HOCl的能力。最后，利用双光子深层组织穿透的优势，通过两个获得的探针也可以实现肿瘤组织与小鼠正常组织的区别。更重要的是，这种响应机制将为构建HOCl的特定指标提供新的策略。如下图2-10为NDMTC 及其衍生物合成路线。