基于氮掺杂碳点@铕金属有机框架的双发射比率荧光探针在食品中苯甲酰过氧化物和次氯酸盐的高灵敏检测

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Food Chemistry 8.5

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  针对食品中苯甲酰过氧化物(BPO)和次氯酸盐(ClO? )的潜在健康风险,研究人员开发了基于N-CDs@Eu-MOFs的双发射比率荧光探针,实现了BPO(6.80 nM)和ClO? (5.78 nM)的超灵敏检测,并构建便携式凝胶珠实现智能手机定量分析,为食品安全监测提供了实验室精度与现场实用性兼备的创新方案。

  

食品安全领域长期面临氧化剂残留的严峻挑战。苯甲酰过氧化物(BPO)作为食品防腐剂可抑制脂质氧化,但世界卫生组织(WHO)将其列为3类致癌物,其代谢产物可能引发DNA损伤;次氯酸盐(ClO?
)作为常用消毒剂同样被WHO列为3类致癌物,与心血管疾病和肝毒性相关。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)操作复杂,而现有荧光探针存在合成难度大、稳定性差等问题。

湖北工业大学的研究团队创新性地将氮掺杂碳点(N-CDs)与铕金属有机框架(Eu-MOFs)复合,构建了N-CDs@Eu-MOFs双发射比率荧光探针。该材料通过Eu3+
的特征红色荧光与N-CDs的蓝绿荧光形成自校准体系,在1分钟内完成BPO检测(线性范围0.1-6.0 μM,检测限6.80 nM),3分钟实现ClO?
检测(检测限5.78 nM)。研究团队进一步开发了负载探针的藻酸盐凝胶珠,通过智能手机RGB分析实现现场检测,在面粉、牛奶等实际样品中获得91.94-108.33%的回收率。

关键技术包括:1) 溶剂热法合成N-CDs;2) 室温组装法制备N-CDs@Eu-MOFs复合材料;3) 原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)表征材料形貌;4) 基于智能手机的便携式检测系统开发。

【Characterization】部分显示,N-CDs平均粒径9.82 nm,具有0.21 nm的晶格间距;Eu-MOFs的X射线衍射(XRD)图谱证实成功封装N-CDs,荧光光谱显示615 nm处Eu3+
特征发射峰。

【Conclusion】指出该探针具有三大优势:1) 双发射设计降低环境干扰;2) 较传统方法灵敏度提升2个数量级;3) 凝胶珠实现"样本-结果"一步检测。

这项发表于《Food Chemistry》的研究突破了传统检测技术局限,通过材料创新与智能终端的结合,为食品氧化剂残留监测提供了兼具实验室精度与现场实用性的解决方案。特别值得注意的是,N-CDs@Eu-MOFs对WHO定义的3类致癌物展现出卓越检测性能,其设计理念为其他有害物质检测提供了范式转移的可能。作者Shun-Qiang Cui等强调,该技术未来可扩展至饮用水和农产品安全监测领域。

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