對食品的需求日益增加，引發(fā)了對食品安全問題的關注。食品容易受到各種安全隱患的影響，既有溫度、濕度和重金屬等外部因素，也有微生物引起的破壞正常新陳代謝的內(nèi)部因素。在評估食品質(zhì)量時，特別是對于肉類、海鮮、水果和蔬菜等易腐食品來說，新鮮度是需要考慮的一個重要屬性。食品發(fā)生變質(zhì)時，在微生物的作用下，會產(chǎn)生H2S、HCHO、生物胺、含氮化合物、有害酸等酸、堿性物質(zhì)。已經(jīng)開發(fā)了多種方法來檢測這些物質(zhì)，包括高效液相色譜法（high-performance liquid chromatography，HPLC）、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS）和酶聯(lián)免疫吸附測定法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）。然而，這些方法通常依賴大型設備并且可能需要預處理。通過開發(fā)新的傳感技術，可以克服這些限制，使食品安全評估更加便捷。當脂質(zhì)逐漸分解時，氨和胺等化合物會積聚并蒸發(fā)到周圍的空氣中，這會導致水產(chǎn)品本身及其包裝的pH值發(fā)生變化。因此，監(jiān)測食品的pH值或食品包裝內(nèi)空氣的pH值對于確保產(chǎn)品新鮮度至關重要。基于比色和熒光檢測的方法已成為解決這些挑戰(zhàn)的一種有前途的方法。

在食品pH值檢測領域，研究人員廣泛利用天然色素和合成染料來開發(fā)酸堿指示劑。此外，其中一些指標已成功集成到新型智能食品包裝中，提供食品質(zhì)量的無損實時監(jiān)控。特別是天然顏料，由于其無毒或低毒，確保安全，比染料具有顯著的優(yōu)勢。其中，茜素（C14H8O4），作為一種蒽醌化合物，隨著酸度水平向堿性方向移動，顯示出從黃色到紅色的顏色變化，已被用作酸堿指示劑用于食品中pH值檢測，甚至已應用于智能包裝薄膜中。但茜素有一定的局限性，它是脂溶性色素，不溶于水，難以對水溶液的pH值產(chǎn)生反應。而茜素絡合酮則可以彌補這一缺陷，它是一種茜素與亞氨基二乙酸反應生成的黃棕色結(jié)晶粉末，易溶于堿性水溶液。在酸性水溶液中，茜素絡合酮的溶解度有所降低，但仍能滿足檢測需要。

與更準確的比色傳感器相比，熒光傳感器成本低、操作簡單且便于攜帶。因此，它們已成為檢測食品中各種化學物質(zhì)的有力工具。然而，大多數(shù)傳感器響應速度慢、靈敏度低、特異性差。此外，一些傳感器只能感測溶液中的pH值，限制了它們在實時食品檢測中的適用性。對于食品新鮮度的現(xiàn)場評估，非常需要開發(fā)具有優(yōu)異靈敏度、快速響應和便攜性的pH值熒光傳感器。金屬有機框架（metal-organic frameworks，MOF）是一種具有三維結(jié)構特征的多孔晶體材料，由金屬離子或簇與有機配體自組裝而成，由于其的優(yōu)勢，它們在近幾十年來引起了極大的關注。這些優(yōu)點包括高比表面積、骨架結(jié)構豐富、優(yōu)異的結(jié)晶度和活性。技術的快速發(fā)展促進MOF與無損光譜的集成，為食品安全分析提供了一種快速、經(jīng)濟高效且便攜式的工具。其中，熒光MOFs已成為一種有前景的化學傳感器，它可以很容易地引入熒光，并在結(jié)構和功能成分以及多種檢測機制方面具有多種優(yōu)勢。然而，大多數(shù)熒光MOF在水性體系中不穩(wěn)定，特別是在緩沖溶液中。一些MOF傳感器的熒光強度和pH值之間相關性較差。因此，需要開發(fā)易于合成、穩(wěn)定且準確的基于MOF的熒光pH值傳感器，以用于食品安全的實際應用。UiO-66-NH2作為UiO-66家族成員，具有比表面積大、孔徑均勻、易于功能化、穩(wěn)定性良好等優(yōu)點，其與適配體、酶等的結(jié)合已廣泛應用于食品領域安全性。因此，作為檢測食品新鮮度的載體，也是可靠、安全的。此外，作為一種穩(wěn)定的MOF，UiO-66-NH2在酸性和堿性條件下都能保持穩(wěn)定的化學結(jié)構。

上海海洋大學食品學院、上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術研究中心、上海海洋大學水產(chǎn)品高質(zhì)化利用與貯運重點實驗室（部省共建）、臨港新片區(qū)海洋生物醫(yī)藥科技創(chuàng)新型平臺的Du Xiaoyu等開發(fā)了一種用于水溶液pH值檢測的新型雙模式響應傳感器。選擇低成本的茜素絡合酮作為比色指示劑形成比色傳感器，并引入易于合成的UiO-66-NH2提供熒光以提高傳感器的準確度。

來源：傳感器專家網(wǎng)