通过亲核取代反应构建多功能荧光水凝胶用于食品新鲜度现场监测的双赢整合策略

《Analytical Chemistry》：Win–Win Integration Strategy to Construct Multifunctional Fluorescence Hydrogels for On-Site Monitoring of Food Freshness Via Nucleophilic Substitution

　　

摘要

荧光水凝胶已成为监测食品新鲜度的诱人候选材料；然而，提高抗干扰能力、拓宽颜色变化范围以及引入多功能性的能力仍然有限。在此，我们提出了一种巧妙的荧光水凝胶设计策略，用于监测食品新鲜度，该方法通过将 OH^– 响应染料整合到功能基质中实现。通过调节分子间电荷转移和 π–π 堆积效应，制备了硝基苯并恶二唑基染料 BOD-R1，并通过亲核取代反应响应生物胺。将 BOD-R1 嵌入苯 -1,4-二硼酸、聚乙烯醇（PVA）、琼脂糖（AG）和羧甲基纤维素（CMC）中，生成了水凝胶 R1@BAPC，该水凝胶表现出抗冻能力、自修复功能、高粘附性和界面自适应性。值得注意的是，随着目标腐胺（Put）含量的增加，R1@BAPC 的荧光颜色逐渐从蓝色变为黄色，然后提取为 RGB 值，其中 G/B 作为定量输出。该水凝胶对 Put 的检测限（LOD）达到 0.26 ppm，并在 85 秒内完成检测。对虾、鸡肉和猪肉的实际样品分析表明，测试结果与标准方法的结果吻合良好，支持了优异的实用性。BOD-R1/BAPC 设计不仅为多功能水凝胶的合成提供了一条独特的路线，而且还为监测食品新鲜度提供了一个便携平台，对健康食品供应具有潜在益处。