综述：发光金属有机框架作为光学传感器检测食品污染物的潜力

这篇综述系统阐述了发光金属有机框架(MOFs)在食品污染物检测中的前沿应用，重点探讨了其通过溶剂热/机械化学等合成方法构建的配体/金属基发光机制，可高效检测兽药残留、重金属和农药等污染物，为发展实时监测平台提供了创新解决方案。

　　

发光金属有机框架的光学传感革命

Abstract

食品毒性问题因污染物激增引发全球关注。金属有机框架(MOFs)凭借活性金属位点、超大比表面积和可调控孔径等特性，成为传统检测技术的有力替代方案。然而针对食品污染物的发光MOFs光学传感器研究仍存空白，本文首次系统梳理了该领域的最新进展。

Introduction

食品中农药、重金属和霉菌毒素等污染物已威胁人类神经内分泌发育。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)存在设备笨重、耗时长等缺陷。相比之下，MOFs通过配体-金属电荷转移(LMCT)和金属-配体电荷转移(MLCT)等机制，可实现ppm级痕量检测。特别是具有激发波长依赖性的发光MOFs，能通过肉眼可见的颜色变化实现即时检测。

Preparation of luminescent MOFs based optical sensors

溶剂热法仍是制备发光MOFs的主流技术，通过调控反应温度和时间可获得尺寸均一的晶体。新兴的机械化学合成法无需溶剂，通过球磨即可获得量子产率达35%的Zn-MOFs。电化学法则能精确控制金属簇的氧化态，赋予材料特殊的Mn²⁺红色发光特性。

Design strategies for luminescent MOFs based sensors

设计策略聚焦四大发光路径：

1. 配体基发光：含芘或蒽的有机连接体可产生400-500 nm蓝绿光

2. 金属基发光：Ln³⁺(如Eu³⁺/Tb³⁺)的特征f-f跃迁发射

3. 客体诱导发光：吸附抗生素后发生荧光共振能量转移(FRET)

4. 激基复合物发光：Cd-MOFs与硝基呋喃类药物的π-π堆叠作用

Working mechanism of MOFs based luminescent sensor

当Hg²⁺进入Zr-MOFs的孔道时，会与硫醇修饰的配体形成强Hg-S键，导致配体构象变化而荧光猝灭。而对氧氟沙星的检测则依赖MOFs与药物分子间的光诱导电子转移(PET)效应，检测限低至0.1 ppb。

Detection of food contaminants using luminescent MOFs

• 兽药残留：Eu@UiO-66对四环素的K_sv猝灭常数达1.2×10⁵ M^-1

• 重金属：Cd-MOFs对As³⁺的响应时间<30秒

• 农药：Zn₂(TCPP)对敌敌畏的肉眼可视检测限为5 ppm

Future perspective and challenge

当前面临MOFs在水相中稳定性差、批量生产困难等挑战。未来可探索AI驱动的便携式检测设备，或将MOFs与微流控芯片集成实现自动化分析。

Conclusion

发光MOFs凭借其模块化设计和多重发光机制，为构建新一代食品安全监测系统提供了革命性工具，其发展将深刻影响从农场到餐桌的全链条质量控制体系。