R1

1.2.2 通过静电作用识别阴离子

静电作用是指带电体之间发生电子相互吸引或者排斥的作用；它的特定是没有方向性和饱和性，在作用的过程中，正电荷可以尽可能多的结合负电荷从而使得自身电荷降低；同时所形成的离子键的键能要比共价键小，比非共价键键能大。

阴离子本身是带负电荷的，一般在设计阴离子探针时，可以将探针设计成正电荷盐的形式（比如季铵盐等），通过带正电荷的探针和带负电荷的阴离子相互吸引从而引起光电信号的变化，从而达到识别的效果。这类的受体一般大多数为季铵盐、胍盐、硫脲盐等形式。例如下图的R2[34]和R3[35]都含有咪唑鎓盐的结构，实验测试结果表明两个受体可以通过（CH）+…A-的静电作用来结合阴离子，探针R3对氟离子有高效选择性。氟离子和探针R3的复合物的单晶结构分析表明：四个咪唑鎓盐指向构型的中间，形成一个椅状的空间构型，通过（CH）+…F-的静电作用，可以将氟离子捕获在空穴中间，从而达到识别的效果。

R2              R3

1.2.3 通过和金属阳离子的配位作用识别阴离子

配位化合物指的是过渡金属中的原子或者离子其价电子轨道上存在空轨道，可以和含有孤电子的原子，通过配位作用形成新的化合物。这一类探针主要以分子间或者分子内的配位作用，以金属阳离子作为配位中心，提供成键的空轨道，作为电子受体；含有孤电子对的原子或者离子提供电子，作为成键的成键电子，两者以化学键的形式键合，形成配位键。

探针R4是一个偶氮染料，铜离子和探针R4的络合物（R4-Cu2+）可以用来检测化合物Na2S[36]。由于探针R4对铜离子的络合常数（Kass=1.82×104），远远小于铜离子对硫负离子的结合常数（Kass=7.87×1035），因此，铜离子可以很容易的和S2-结合，释放出探针R4。测试表明即使存在其他的竞争离子，探针R4依然保持对Na2S的灵敏反应。核磁滴定和紫外吸收光谱的数据表明了其识别机理是阴离子对金属离子的取代作用。

R4

1.3 FRET（荧光能量共振转移）概述

由于荧光探针具有易于操作且检测灵敏的特点，可以广泛的应用在生物成像过程中，因此受到大家的广泛关注；其中基于FRET机理的探针，可以通过不同颜色的荧光信号来实现阴离子的检测。FRET是一个能量共振转移的过程，其能量不通过辐射传递，这个能量传递的过程是由于分子间电偶极的相互作用，处于激发态的供体的能量可以转移到处于基态的受体的基团上，使得激发态供体的能量降低。当能量通过共振转移到了受体基态上时可能使得受体发射光谱，也可能不发射光谱。

必需满足以下两个条件才可能发生FRET过程：第一受供体之间要有恰当的距离（大概10到100Å）。第二受体的吸收光谱和供体的发射光谱两者之间会发生重叠；

因此，在设计FRET机理的探针时，往往可以通过控制改变受体的摩尔吸收系数或者改变供体与受体之间的距离，来实现FRET探针的设计。Karthikeyan Balasubramanian[37]制备了MoS2 量子点，其显示出可调谐的荧光性质取决于激发波长。在不同波长下激发的MoS2 量子点的荧光光谱与R6G的吸收光谱重叠，并且发现当激发从330nm变化到430nm时，计算的重叠积分增加。通过光谱重叠显示的FRET现象的可能性通过稳态和时间分辨荧光光谱进行了实验研究。在不同激发波长下进行的稳态荧光测量证明，能量从MoS2QDs转移到R6G。变化的激发波长导致增强的能量转移效率和谐振能量转移率，这是由于增加了光谱重叠积分。实现了MoS2QD给体和R6G受体的新的激发相关FRET行为，其可用于高效能量转移应用。此外，在330nm和430 nm激发下MoS2 量子点与R6G之间的FRET用于谷胱甘肽感应应用。