环境污染物的实时快速监测是环境科学领域重要的研究方向之一。环境水体中阴离子如磷酸根、氟离子等的含量是重要的水质指标，然而目前其检测方法多需要依赖于大型实验室仪器，难以实现实时快速监测。聚合物膜离子选择性电极因其较高的灵敏度、较低的成本、易于微型化等优点被广泛用于环境样品的分析测试。然而，由于缺乏有效的载体，阴离子的实时快速电位检测一直是个难题。

近日，环境学院青年教师李龙副教授团队在其前期研究工作的基础上（Analytical Chemistry, 2020, 92(21): 14740-14746;ACS Sensors, 2020, 5, 11, 3465-3473;ACS Sensors, 2021, 6,1,245-251;Sensors and Actuators B: Chemical, 2021, 345, 130413;Sensors and Actuators B: Chemical, 2021, 329, 129151;Sensors and Actuators B: Chemical, 2021, 345, 130413），开发了多种阴离子传感器。课题组首先吡咯醛作为氢键给体，设计并合成“双足型”及“三足型”磷酸根载体，通过形成小分子有机笼构建了氟离子载体，并据此构建了高选择性磷酸根及氟离子传感器。该传感器具有良好的选择性，已被成功用于多种环境样品如自来水、矿泉水及土壤中硝酸根、氟离子的检测。相关成果以“Anchoring H-Bond Donating/Accepting Pyrrolic Derivatives on Preorganized Scaffolds: Conformationally Switchable Bipedal/Tripodal and Locked Molecular Cage Ionophores for Potentiometric Sensing of Phosphate and Fluoride”为题发表在自然指数期刊、分析化学类顶级期刊Analytical Chemistry（一区TOP期刊，文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.2c02024）上，该论文以必赢bwin线路检测中心3003为唯一单位。

接下来，课题组从具有较大输水腔体的杯芳烃入手，通过引入静电作用、氢键、输水作用并调整腔体尺寸，构建了对具有重要生理意义的焦磷酸盐及溶血性磷酸等的离子载体及高选择性传感器，通过密度泛函理论计算进一步证实了其高选择性。这类传感器可实现矿泉水及血液样品中的焦磷酸盐及溶血性磷酸的快速准确检测，具有重要的应用前景。相关成果以“Highly Selective Potentiometric Sensing of Biologically Relevant Pyrophosphate and Lysophosphatidic Acid Using N-Alkyl/Aryl Ammonium Resorcinarenes/Extended-Resorcinarenes as Ionophores”为题发表在自然指数期刊、分析化学类顶级期刊Analytical Chemistry（一区TOP期刊，文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.2c01819）上，该论文以必赢bwin线路检测中心3003为唯一单位。

同时，课题组通过将⁺P−H, N−H及C−H氢键给体引入金属配位笼及分子结中，开发了对高铼酸根及氯离子具有高选择性识别的载体及高灵敏聚合物膜传感器，通过双层膜法测定了载体与目标离子在膜相的结合常数，结果证实这种具有规整空间结构的载体对目标离子的选择性较干扰离子高出数个数量级。该类聚合物膜传感器可用于河水、矿泉水及血液样品中相关离子的实时快速检测。相关成果以“Embedding of Functionalized Coordination Cages and a Molecular Knot in a Polymeric Membrane for Potentiometric Sensing of Environmentally Important Oxyanions and Halides”为题发表在分析化学类顶级期刊ACS Sensors（一区TOP期刊，文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssensors.2c00782）上，该论文以必赢bwin线路检测中心3003为唯一单位。

应英国牛津大学邀请，李龙副教授现在牛津大学进行合作研究，该工作得到了山东省重点研发计划、山东省自然科学基金、青岛市基础创新专项等项目的支持。