基于仿生识别-催化耦合纸传感器及智能手机比色法检测茶叶中芳樟醇的研究

本文创新性地将分子印迹金属有机框架纳米酶(MIP@His-MOF)与智能手机比色分析相结合，开发了便携式芳樟醇检测平台。通过组氨酸修饰的MIL-101模拟辣根过氧化物酶(HRP)催化环境，结合分子印迹技术实现选择性识别，使催化效率提升3.9倍。该传感器在溶液和纸基形式下分别达到0.14 ppm和0.62 ppm检测限，成功应用于红茶品质分级，为农业监测和食品质量控制提供了模块化、低成本的现场检测方案。

　　

Highlight亮点

本研究提出"仿生识别-催化耦合"策略，通过开发组氨酸功能化的MIP@His-MOF纳米酶实现高效芳樟醇检测。创新点体现在：(1)在MIL-101中引入组氨酸配体模拟辣根过氧化物酶(HRP)活性位点；(2)通过分子印迹空腔实现芳樟醇形状互补识别；(3)利用抗氧化剂抑制效应调控催化响应。结合纸基传感器和智能手机比色读数，该平台为精准农业和食品质量控制提供了现场检测解决方案。

Reagents and materials试剂与材料

三氯化铁六水合物(FeCl₃·6H₂O)、冰醋酸(HAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等购自国药化学试剂有限公司。L-组氨酸(His)、芳樟醇、对苯二甲酸(H₂BDC)、甲基丙烯酸(MAA)等由阿拉丁试剂提供。

Characterization of MOF nanozymes MOF纳米酶表征

通过系统表征证实了MOF纳米酶的成功合成与功能化。SEM显示原始MIL-101呈光滑八面体形貌(1-2 μm)，组氨酸修饰后转变为六方双锥结构。XRD证实组氨酸掺入后保持晶体结构，FTIR显示特征咪唑环振动峰。BET分析表明His-MOF比表面积达1280 m²/g，孔径分布为1.8-2.4 nm。

Conclusion结论

我们开发了基于分子印迹MOF纳米酶(MIP@His-MOF)的新型纸基比色传感平台，用于芳樟醇的选择性灵敏检测。该设计整合了仿生催化和分子识别功能：组氨酸修饰的MIL-101模拟HRP活性位点微环境，印迹空腔提供分子识别能力。这种双功能设计使催化效率显著提高，并实现对红茶品质的准确分级，与GC-MS结果高度一致。该平台为挥发性标志物检测提供了模块化、低成本的现场解决方案。