基于PMMA-锌(II)席夫碱复合物光学化学传感器的腐胺检测技术及其在肉类腐败筛查中的应用

本研究针对食品工业中生物胺（BAs）快速检测需求，开发了一种基于锌(II) N,N'-双[4-(羟基水杨醛)]苯二胺席夫碱复合物的荧光传感器。研究人员通过UV-Vis和荧光滴定证实该复合物与腐胺（putrescine）具有强结合能力（Kb=(2.92±0.45)×105 M-1），并成功构建聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米颗粒固载化传感器，检测限达3.59×10-8 M。该传感器在 buffalo meat 样品中表现出95-98%回收率，为食品安全监测提供了新型快速筛查工具。

　　

在食品安全领域，生物胺（Biogenic Amines, BAs）的检测一直是行业痛点。这些由氨基酸脱羧产生的小分子化合物，尤其是腐胺（putrescine），不仅是肉类腐败的标志物，过量摄入更会导致头痛、呼吸障碍等健康问题。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）虽精确但耗时昂贵，难以满足现场快速检测需求。这一背景下，光学化学传感器因其快速、便携的优势成为研究热点，但现有传感材料在选择性、灵敏度方面仍存在局限。

马来西亚大学（Universiti Malaya）的研究团队在《Journal of Fluorescence》发表创新成果，通过设计锌(II) N,N'-双[4-(羟基水杨醛)]苯二胺席夫碱复合物，开发出性能优异的腐胺荧光传感器。该研究巧妙利用锌(II)的d¹⁰电子构型避免荧光淬灭，通过席夫碱配体的刚性平面结构实现特异性识别，最终构建的PMMA固载化传感器在肉类新鲜度监测中展现出重要应用价值。

关键技术方法包括：1）锌(II)席夫碱复合物的合成与表征（核磁共振、质谱等）；2）UV-Vis/荧光滴定法测定结合常数；3）PMMA纳米颗粒（66 nm）固载化传感器构建；4） buffalo meat 实际样本验证；5）HPLC方法对照验证。研究通过系统优化确定了1 mM复合物浓度、15分钟响应时间等最佳参数。

【光谱学研究】核磁共振（¹H-NMR）显示δ 8.76 ppm亚胺质子峰和δ 9.69 ppm酚羟基峰，证实复合物成功合成。红外光谱1601 cm^-1处C=N特征峰与400-500 cm^-1区Zn-O/Zn-N振动峰互为佐证。

【溶液相互作用】UV-Vis滴定显示48% hypochromicity和6 nm红移，结合常数K_b达2.92×10⁵ M^-1。荧光滴定观察到7%的增强效应（CHEF机制），证实腐胺通过氮配位与Zn(II)中心结合。

【传感器优化】PMMA纳米载体经FESEM-EDX证实成功负载锌元素（图5）。性能测试显示：1）1 mM复合物浓度下响应最强；2）15分钟达饱和响应；3）线性范围1.0×10^-7-1.0×10^-2 M（R²=0.9884）；4）对腐胺的选择性优于组胺等其他胺类。

【实际应用】在 buffalo meat 检测中，传感器对10^-4-10^-6 M加标样本回收率达95-98%，与HPLC结果无统计学差异（p=0.005）。但重复使用3次后信号衰减17.08%，显示可重复性有待改进。

该研究创新性地将锌(II)席夫碱复合物与PMMA纳米材料结合，开发的传感器具有三大优势：1）检测限（3.59×10^-8 M）优于现有电化学传感器（1.8×10^-5 M）；2）15分钟快速响应远超需4小时的纸基生物传感器；3）固载化设计避免溶液传感器易泄漏的缺陷。尽管在重复使用性方面存在局限，但作为首个报道的PMMA-锌(II)复合物腐胺传感器，其研究成果为食品安全现场检测提供了新思路，对实现联合国可持续发展目标中"零饥饿"和"良好健康"具有积极意义。未来研究可进一步探索复合物结构修饰以提升稳定性，或结合微流控技术开发集成化检测设备。