利用超分子识别的电化学感应

传统的超分子体系（关于超分子的概述，请参考分子胶囊的设计）主要依靠氢键和静电相互作用，并借此实现阴离子的选择性识别。

在过去的几十年间，阳离子感应与识别系统已经得到了相当好的发展，但是，阴离子的识别却有相当多的困难。一方面，阴离子具有内禀的强水化能力，另一方面，阴离子具有更复杂的几何结构，因而对阴离子的电化学识别迟迟未得到发展。牛津大学的科学家发现了一种利用主客体结合的阴离子识别电化学探针，基本原理如下：

科研人员期望看到，在阴离子结合前后，电极的伏安特性曲线发生显著变化，用以确定阴离子的数目或浓度：

在最理想的伏安分析中，输出的信号只报告特定的阴离子结合;事实上，许多介电效应和离子配对效应在很大程度上依赖于所使用的电解质。为了尽量减少与溶液有关的误差，通常使用大量过剩的支持电解质。最重要的是，这种电解质不会干扰阴离子结合。因此，大的不匹配的阴离子(如高氯酸根离子或六氟磷酸根离子)是最理想的支持电解质。

最好的分子识别底物是二茂铁和四硫富瓦烯结构，可以很好地传递电子，并且也容易制备，成本较低。

对于磷酸根的识别，通过三唑环系上的氢原子和二茂铁的氢，和磷酸发生相互作用，可以和磷酸形成有效的结合，该方法也可以用于氯离子的识别。由于不同离子形成的伏安特性曲线不同，电极对这些离子也会有比较好的区分性。

下面这种含有硼酸衍生物的识别电极可以对氟离子进行选择性识别，并且在加入硝酸铝（用于除去氟离子）之后，有很好的恢复能力，对于氟离子的识别具有重要意义。