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硝酸根离子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或需经过多项检测步骤，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。近年来，虽然针对金属阳离子的离子选择性电极研究取得了较大进展，但由于缺乏有效的载体，阴离子的电位检测一直是个难题。

近日，青岛科技大学环境学院青年教师李龙博士团队及钱翌教授团队在前期研究工作的基础上(Polymeric membrane electrodes using calix[4]pyrrole bis/tetra-phosphonate cavitands as ionophores for potentiometric acetylcholine sensing with high selectivity. Analytical Chemistry(一区TOP期刊，IF=6.79), 2020, 92(21): 14740-14746;\Polymeric membrane fluoride-selective electrodes using lewis acidic organo-antimony(V) compounds as ionophores. ACS Sensors(一区TOP期刊，IF=7.33), 2020, 5, 11, 3465–3473)，开发了新型硝酸根载体并构建了高选择性传感器，相关成果以”Deploying hydrogen bond donor/acceptor on arylethynyl scaffold II: urea based tripodal ionophores for polymeric membrane nitrate selective electrode”为题发表在国际经典期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》(一区TOP期刊，IF=7.1)上，该论文以青岛科技大学为第一署名单位和唯一通讯单位，青年教师李龙博士为通讯作者及第一作者。

课题组将氢键及Anion-π作用同时引入到载体结构中，氢键给体为吡咯及脲基、Anion-π受体为含有强吸电子基团的芳香环，设计并合成 “三足型”硝酸根离子载体，并构建了高选择性硝酸根传感器。该硝酸根离子选择电极具有良好的选择性，绝大多数环境样品中的阴离子不干扰硝酸根的检测。该传感器已被成功用于多种环境样品如河水、矿泉水及自来水中硝酸根的检测，有望发展称为硝酸根离子的实时在线监测设备。

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及国家重点实验室、中科院重点实验室、青岛科技大学化学学部等项目的支持。