《Food Chemistry》：Surface-engineered Au@Pt nanoparticles-based colorimetric/fluorescent dual-mode three-channel sensor array: Discrimination of light aroma-type Baijiu with variable qualities
编辑推荐：
•构建了基于Au@Pt纳米粒的三通道传感器阵列。•设计了具有双功能特性的Au@Pt纳米粒。•实现了对轻香型白酒的识别。•分析了不同年份、生产流程、价格差异以及产品掺假问题。•该方法操作简单，检测速度快。引言轻香型白酒以其清爽纯净的风味而著称，是中国白酒四大主流香型之一（Zhang
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构建了基于Au@Pt纳米粒的三通道传感器阵列。
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设计了具有双功能特性的Au@Pt纳米粒。
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实现了对轻香型白酒的识别。
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分析了不同年份、生产流程、价格差异以及产品掺假问题。
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该方法操作简单，检测速度快。
引言
轻香型白酒以其清爽纯净的风味而著称，是中国白酒四大主流香型之一（Zhang等人，2024年），在中国南北部部分地区广受青睐（Fan等人，2024年）。近年来，这一香型呈现出向高端化发展的趋势，以汾酒为代表的龙头企业的销量和营收持续增长。然而，市场的繁荣也带来了诸多挑战。尽管有相关禁令，但“代工生产”和“产品掺假”现象依然猖獗（Yi等人，2024年；Zhu等人，2024年）。一些不法分子通过将劣质产品冒充正品来获取高额利润，扰乱市场秩序，严重威胁消费者的健康与食品安全（Melcón等人，2024年；Wang & Yu，2024年）。因此，亟需开发快速、准确且可靠的检测方法，用于区分轻香型白酒，从而规范市场、保障食品安全并维护品牌价值。
目前，白酒的鉴别方法主要依赖于感官评价和仪器检测。感官分析具有高度主观性，容易受到评估者经验、情绪及身体状况的影响，难以实现标准化和定量识别（He等人，2022年；Zhao等人，2018年）。虽然GC–MS和HS-SPME-MS等仪器分析技术准确度较高，但它们成本高昂、操作复杂、样品预处理繁琐且检测时间长，不适合现场快速筛查（Ling等人，2024年；Qin等人，2023年；Sun等人，2018年）。因此，开发简单、高效、低成本且稳定的分析方法对于实际白酒鉴别具有重要意义。
传感器阵列技术借助线性判别分析（LDA）和层次聚类分析（HCA）等模式识别算法，成为解决这一问题的有力工具（Li等人，2023年；Xi等人，2022年；Xu等人，2017年）。与单一传感器相比，传感器阵列在信息处理能力、识别精度以及抗干扰性能方面更具优势。更重要的是，它无需对特定成分进行定性和定量分析，可通过整体响应模式实现对复杂样本的全面识别（Wang等人，2025年；Wu等人，2017年）。在各类传感器阵列中，比色型和荧光型传感器阵列因其操作简便、响应迅速，以及能够通过肉眼或便携设备检测而备受关注（Li等人，2023年；Li等人，2024年；Wang等人，2019年；Zhang等人，2021年）。以往的研究表明，这两种传感器阵列技术在区分白酒的香型（Shui等人，2024年；Xu等人，2023年）、品牌（Zhang等人，2023年；Zhang等人，2021年）以及基础酒类（Chen等人，2024年；Fan等人，2020年）方面具有显著优势。
然而，现有的传感器阵列方案往往采用单信号读取模式，易受系统误差和环境干扰的影响，从而导致对目标物的误判（Wang & Xianyu，2023年）。虽然已有研究提出双模式传感阵列来解决这些问题，但目前的方案要么需要多种功能材料，增加了制备的复杂度和成本，要么使用单信号双输出探针，容易出现信号重叠且稳定性不足的问题（Qiao等人，2024年；Wei等人，2024年；Wu等人，2021年；Zhao等人，2025年）。因此，构建一种简单、稳定、基于单一纳米材料且可靠性高的双模式传感器阵列，仍是实现实际白酒分析的关键挑战。
在各类纳米材料中，金/铂纳米粒（Au@Pt NPs）兼具优异的表面等离子体共振特性和类过氧化物酶活性，能够分别为比色检测和荧光检测提供独立的信号输出。这类双功能纳米材料已被广泛应用于临床检测和食品分析领域（Fu等人，2021年；Xu等人，2024年；Zhai等人，2024年）。与那些需要多种染料、量子点或纳米材料的传统传感器阵列不同，Au@Pt NPs可作为唯一的传感元件来构建双模式检测通道，大大简化了制备流程，提高了稳定性并降低了成本。
受上述进展的启发，我们创新性地开发了一种基于单个Au@Pt NPs的双模式三通道传感器阵列，可用于测定白酒中的关键风味成分，并快速识别轻香型白酒。如图1所示，通过种子介导策略制备出了同时具备表面等离子体共振和类过氧化物酶特性的Au@Pt NPs，进而构建了双模式三通道传感器阵列：（1）基于抗坏血酸/对氨基苯酚-氯金酸-纳米酶的两种比色传感器通道；（2）基于纳米酶-过氧化氢-邻苯二胺的荧光传感器通道。以此为基础，选择了白酒中的4种有机酸和3种醛类作为分析物，分别通过快速响应的比色模式和荧光模式对其进行了定量分析。结合LDA和HCA算法，该传感器阵列能够成功区分来自17个不同年份、9种不同生产工艺的轻香型白酒，以及48种不同价格的市售轻香型白酒。此外，其对掺假轻香型白酒的识别也表现出较高的准确度和重复性。本研究为轻香型白酒的质量鉴别提供了一种简单、稳定且经济高效的方法。
章节要点
材料与试剂
氯铂酸（H?PtCl?·6H?O）、L-抗坏血酸、对氨基酚、邻苯二胺、3,3′,5,5′-四甲基联苯胺、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸钠、氯金酸（HAuCl?·3H?O）以及过氧化氢均购自中国上海的中国医药化学试剂有限公司。乙酸、乳酸、丙酸、己酸、乙醛、乙酸酯、糠醛、异丁醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯等则从其他供应商处采购。
表征分析
对Au@Pt NPs进行表面工程处理后，其等离子体信号显著增强。由于金壳的表面等离子体共振特性，这些纳米粒会呈现可见颜色。作为还原剂，抗坏血酸/对氨基酚可以促进纳米粒表面的生长，进而调节其等离子体信号。在白酒中，有机化合物会与抗坏血酸/对氨基酚分子中的羟基或氨基发生反应，从而降低该还原剂的还原能力。
结论
本研究成功开发了基于Au@Pt NPs的双模式三通道传感器阵列。通过抗坏血酸/对氨基酚介导的表面生长策略调控了表面等离子体共振信号，从而构建了两个比色传感器通道；同时利用其催化活性，使邻苯二胺被氧化为3,3’-二氨基联苯胺，产生荧光信号，进而构建了荧光传感器通道。虽然本研究得到的检测下限略高于某些现有研究结果，但仍具有较好的实用价值。
作者贡献说明
杨玉坤：文章撰写——审阅与编辑、项目监督、项目管理。 刘健：文章撰写——初稿撰写、概念构思。 郭荣：方法设计。 白宝清：文章撰写——审阅与编辑、项目管理。 卜涛：文章撰写——审阅与编辑。 张金华：文章撰写——审阅与编辑。 余立刚：文章撰写——审阅与编辑。 刘慧琳：文章撰写——审阅与编辑。 张颖：文章撰写——审阅与编辑、资金筹集、概念构思。 王硕：文章撰写——审阅与编辑。
未引用参考文献
刘等人，2012年
齐等人，2025年
孙、李、杜和齐，2023年
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了以下项目的资助：中央政府引导地方科技发展基金项目（编号：YDZJSX2025D009）；山西省基础研究计划（自由探索类）（编号：202403021222017）；国家自然科学基金（编号：32072301）。
杨玉坤|刘健|郭荣|白宝清|卜涛|张金华|余立刚|刘慧琳|张颖|王硕
