灵敏检测水中氟离子的含硼荧光探针分子的设计合成与应用

As the minimum anion, Fluoride ion (F-) plays a significant role in the life sciences and clinical medicine sciences. The question how to reach the more accurate, more rapid and more simple detection for F- has been receiving increasing attentions. Three-valence organoboron compounds with the strong Lewis acid and excellent fluorescence properties can react with F- to form fluorescent probe,which become the most promising probe. However, because of the high hydration enthalpy of F-, the common organoboron compounds can not detect the fluoride ions in aqueous system..Based on the previous study of our group, we design two cage-shaped fluorescent probe models with organoboron compounds. Three aspects are taken into consideration of the model respectively: to enhance the complexing ability, luminescent properties and the water solubility of the probe for F-. Flouride ion can be captured and detected sensitively from the aqueous solution by combining the bidentate/multidentate chelation and the holes effects together. Moreover, this project will set up a new detection method for F- based on 2-3 high performance probe molecules selected from the compounds we get.

氟离子作为最小的阴离子，在生命科学及临床医学中扮演着重要的角色。如何实现对氟离子更准确、更快速、更简便的检测已经引起人们的广泛关注。三价有机硼化合物因为其强的路易斯酸性及其优良的发光性质，可与氟离子发生作用而成为氟离子荧光探针，达到对氟离子的识别,是目前最有潜质的一类氟离子探针。但由于氟离子高的水合焓，普通的有机硼化合物作为氟离子荧光探针很难适合于水体系。. 本课题将在我们前期研究的基础之上，分别从如何增加探针对氟离子的络合能力、发光性能以及水溶性三个方面设计了两个基于有机硼的"笼"状探针模型。利用双/多齿络合与孔洞效应相结合来俘获水中的氟离子，实现对纯水溶液中氟离子的灵敏检测。从所合成的化合物中筛选出2-3个性能优越的探针分子，以此为基础对氟离子检测新方法与新技术进行探索与研究。

氟离子作为最小的阴离子，在生命科学及临床医学中扮演着重要的角色。如何实现对氟离子更准确、更快速、更简便的检测已经引起人们的广泛关注。三价有机硼化合物因为其强的路易斯酸性及其优良的发光性质，可与氟离子发生作用而成为氟离子荧光探针，达到对氟离子的识别,是目前最有潜质的一类氟离子探针。但由于氟离子高的水合焓，普通的有机硼化合物作为氟离子荧光探针很难适合于水体系。. 本课题在我们前期研基础之上，分别从如何增加探针对氟离子的络合能力、发光性能以及水溶性三个方面设计了若干基于有机硼的探针模型。利用双/多齿络合与孔洞效应相结合来俘获水中的氟离子，实现了对纯水溶液中氟离子的灵敏检测。主要取得了如下一些成果：.1.设计与合成了4类不同的有机硼化合物作为氟离子荧光探针分子，分别是对称多支三芳基硼化合物，非对称推拉型多支三芳基硼化合物，三聚吲哚类“笼”型有机硼化合物以及三甲基吡啶胺类络合型有机硼化合物。.2.对称多支三芳基硼化合物与非对称推拉型多支三芳基硼化合物，这两类探针可以在有机溶剂中实现对氟离子的灵敏检测，检测限达到了0.1-0.3 uM，并且表现了非常好的选择性。.3.三聚吲哚类“笼”型有机硼化合物和三甲基吡啶胺类络合型有机硼化合物可以实现对水相中氟离子的捕获，检测限达到了0.3-0.5 uM。达到了本项目初期预计目标。. 通过本项目的实施，项目组提出自己的分子设计思路、合成步骤，最终得到了几个能在纯水溶液中灵敏检测氟离子的有机硼氟离子探针，建立一种新的氟离子检测方法，降低了目前常用方法的检测限，具有重要的理论意义与应用价值。.. 受本项目的支持，共发表sci论文8篇。其中，中科院一区1篇，二区4篇，三区3篇；待发表SCI论文2篇。