基于DMAMC-UCNPs@PEG的智能手机辅助三模式传感技术用于食品中硫化氢（H2S）的高灵敏检测及其在食品安全中的应用

本文创新性地开发了一种基于上转换纳米粒子（UCNPs）与有机探针（DMAMC）间荧光共振能量转移（FRET）的三模式传感平台，结合智能手机色度分析技术，实现了对食品中硫化氢（H2S）的快速、高灵敏、多模式自校准检测。该传感器在复杂食品基质中表现出优异的抗干扰能力和准确性，为食品安全监测提供了便携、可靠的解决方案。

　　

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Materials

氢氧化钠（NaOH）、2,3,3-三甲基吲哚、氟化铵（NH₄F）和硫氢化钠（NaHS，≥68%）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。油酸（OA）、1-溴十一烷、4-二甲氨基苯甲醛、YCl₃·6H₂O（99.9%）、YbCl₃·6H₂O（99.9%）、ErCl₃·6H₂O（99.9%）、1-十八烯（ODE）购自上海麦克林生化科技股份有限公司。化合物DSPE-PEG-COOH购自上海源叶生物科技有限公司。所有试剂未进一步纯化直接使用。实验用水为超纯水（18.2 MΩ·cm）。

Synthesis and characterization of H₂S receptor DMAMC

化合物DMAMC作为H₂S受体被设计合成，其具备两大功能：（1）通过亲核加成反应快速、特异性捕获H₂S；（2）通过长疏水烷基链与UCNPs发生疏水作用力结合。图1a展示了DMAMC的合成路线。

合成的DMAMC结构通过¹H NMR谱（400 MHz，DMSO-d₆）表征，化学位移（δ, ppm）如下：0.81（t, 3H, -CH₃）；1.17–1.33（d, s, 18H, -CH₂-）；1.74（m, 2H, -CH₂-）；2.47（s, 6H, N(CH₃)₂）；3.45（s, 2H, -CH₂-Br）；4.00（t, 2H, N-CH₂-）；6.72（d, 2H, Ar-H）；7.26（d, 1H, -CH=）；7.41（d, 2H, Ar-H）；7.70（d, 1H, -CH=）；8.25（d, 1H, -CH=）。高分辨质谱（HRMS）验证其分子式为C₃₁H₄₃BrN₂O，计算值[M]⁺ m/z 538.2534，实测值538.2532。

Conclusions

基于先前单模式探针易受基质干扰及现场适应性有限的瓶颈，我们设计了一种三模式DMAMC-UCNPs@PEG传感器，整合上转换发光（UCL）、吸收光谱和智能手机色度分析技术，用于H₂S检测。该协同策略实现了0.11 μM的检测限、3分钟响应时间及复杂食品基质中的可靠定量。这种多模式方法确保了高灵敏度与高选择性，为环境和食品安全监测领域的研究与发展开辟了新途径。