阴离子在很多化学和生物进程中扮演着重要的角色,因此,近来年阴离子的识别和检测受到了极大的关注。其中,氟离子的识别和检测尤为重要。氟是人体所必需的微量元素,适量的氟化物摄入可以预防龋齿,治疗骨质疏松症。但是高浓度的氟化物摄入会导致氟斑牙、氟骨症、尿石症以及癌症等疾病。传统的氟离子分析方法有离子色谱法、选择电极法、氟试剂比色法和荧光探针法。荧光探针法具有高灵敏度、低检测限、快速简便、成本低及抗干扰能力强等优点,还可以进行生物荧光成像,检测生物体内和细胞内的氟离子。因此,荧光探针法检测氟离子被广泛应用。本论文设计合成了两例基于硅氧键断裂,用于细胞成像的高选择性氟离子荧光探针FP和FP-1。探针FP利用氟诱导硅氧键断裂,进而发生分子内成环反应生成具有高荧光量子产率(Φ=0.84)的久洛尼定香豆素衍生物,实现对氟离子的荧光"turn-on"型检测。FP对氟离子具有专一的选择性,灵敏度高(0.17μM),将其制作成试纸,最低可检测纯水中19 ppb的氟离子。FP的创新点是首次点亮了细胞线粒体中的低浓度氟离子(10μM),不受其他阴离子的干扰。探针FP-1是以氰基二苯乙烯为荧光母体的双光子氟离子荧光探针。在DMSO和HEPES (V/V=7:3)混合体系中,加入氟离子,硅氧键断裂,分子发生一个扭曲的分子内电荷转移(TICT)过程,探针荧光淬灭,实现对氟离子的"turn-off"型检测。FP-1对氟离子的响应时问快,灵敏度高,选择性好。FP-1能用于活细胞的单光子和双光子荧光成像,检测细胞中的氟离子,是一个好的生物荧光成像分子开关。