基于碳点/铜纳米簇纳米复合材料的双信号比率荧光传感策略高选择性检测食品中亮蓝

推荐：针对食品合成色素亮蓝(BB)潜在毒性引发的安全问题，研究团队开发了基于碳点/铜纳米簇(CDs/CuNCs)的双发射比率荧光传感器。通过内滤效应(IFE)实现1-1000 nmol/L线性检测，检出限达1 nmol/L，成功应用于实际样品检测，回收率94.8%-108.8%。该研究为食品安全监测提供了高灵敏度、强抗干扰的新方法。

　　

在色彩缤纷的现代食品工业中，合成色素亮蓝(Brilliant Blue, BB)因其优异的着色性能被广泛用于饮料、糖果等食品。然而研究表明，这种看似无害的蓝色染料可能暗藏健康风险——过量摄入会导致代谢紊乱、器官损伤，甚至与儿童行为异常相关。尽管各国制定了严格的使用标准，但市售食品中BB超标事件仍屡见报端，传统检测方法又存在操作复杂、抗干扰差等瓶颈。如何快速精准地监控食品中的BB含量，成为摆在食品安全领域的一道难题。

潍坊科技学院（Weifang University of Science and Technology）的研究团队在《Microchemical Journal》发表的研究给出创新解决方案。他们巧妙地将碳点(CDs)的蓝色荧光与铜纳米簇(CuNCs)的红色荧光组合，构建出新型双信号比率荧光传感器。当BB分子像"光谱捕手"般选择性捕获640 nm处的红光时，研究人员通过430 nm/640 nm荧光强度比值的精准变化，实现了对BB的超灵敏检测，其灵敏度足以发现千万分之一克级别的痕量BB。

研究主要采用三大关键技术：一是水热法合成具有稳定荧光特性的CDs和CuNCs纳米材料；二是基于内滤效应(IFE)构建双信号比率检测体系，通过光谱重叠验证建立定量模型；三是实际样本检测方法学验证，包括加标回收实验和抗干扰测试。

【Characterization of as-prepared CDs and CuNCs】
透射电镜显示合成的CuNCs呈均匀球形（2.96±0.3 nm），CDs则为单分散点状结构（3.5±0.4 nm）。光谱分析证实CDs在430 nm的蓝光发射与CuNCs在640 nm的红光发射完美匹配BB的特征吸收带，为IFE机制奠定基础。

【Optimization of detection conditions】
系统优化发现pH 7.4的PBS缓冲体系下，380 nm激发波长与5分钟反应时间可获得最佳信噪比。干扰实验表明常见食品组分（糖类、其他色素）对检测几乎无影响，证实方法特异性。

【Sensitivity and selectivity】
建立的F₆₄₀/F₄₃₀比值与BB浓度在1-1000 nmol/L范围内呈线性相关（R²=0.9903），检出限低至1 nmol/L（约0.0008 mg/L），较国标限量低三个数量级。对柠檬黄等类似色素的响应强度不足BB的5%，展现卓越选择性。

【Real sample analysis】
在饮料、糖果等实际样品中加标检测，回收率94.8%-108.8%，RSD<2.2%。与HPLC参考方法比对数据高度吻合（P>0.05），验证了方法的可靠性。

这项研究突破了传统单信号荧光检测易受环境干扰的局限，通过CDs/CuNCs纳米复合材料的协同效应，创造出具有自校正功能的智能传感系统。其0.0008 mg/L的检出限不仅远超现有技术，更首次将纳米簇材料应用于BB检测领域。从食品安全监管角度看，这种操作简便、成本低廉的检测方案，特别适合基层市场监管部门快速筛查违规添加行为。更深远的意义在于，该研究为其他有害物质的检测提供了可借鉴的技术范式——双信号比率设计思路可延伸至重金属、农药残留等检测领域，纳米复合材料的选择性调控策略也为功能性探针开发指明新方向。正如研究者所言，这种"纳米尺度的光谱警察"有望成为守护"舌尖安全"的新利器。