CN117191778A

CN117191778A - 蛋白类食品新鲜度纸传感器及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN117191778A
Application number: CN202311177021.6A
Authority: CN
Inventors: 王双寿; 王赞; 司洋瑞; 李彤; 李卫东; 王海丽; 张璐; 颜庭轩
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2023-09-13
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2023-12-08

Abstract

本发明公开了蛋白类食品新鲜度纸传感器及其制备方法和应用，属于生化传感技术领域。制备方法包括以下步骤：S1：荧光试纸的制备；S2：双响应纸传感器的制备。在步骤S1中，试纸是滤纸表面经荧光试剂与硅烷偶联剂共聚改性而成；在步骤S2中，纸传感器是由S1中试纸吸附pH敏感变色化合物制备而成。本发明的纸传感器可用于蛋白类食品新鲜度实时监测，食品变质时试纸同步呈现出明显的表观颜色和荧光变化，且响应快速，传感信号的变化不可逆，对其它挥发物的抗干扰能力强，可显著提高食品新鲜度监测结果的准确性与可靠性。此外，该传感器制备简单、操作方便、成本低廉，无需精密仪器，也无专业技术门槛要求，实用性强。

Description

蛋白类食品新鲜度纸传感器及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于可视化传感技术领域，具体地，涉及一种蛋白类食品新鲜度纸传感器及其制备方法和应用。

背景技术

能够实时提供食品新鲜度或食品包装环境信息的智能食品包装材料对食品安全与质量控制意义重大。基于挥发性有机化合物(VOCs)的变色行为已被证明是蛋白类食品新鲜度监测的一种简单而有力的工具，特别是海产品和肉制品。易腐肉类或海产品产生的生物酸、生物胺，尤其是总挥发性盐基氮(TVB-N)，如三甲胺、二甲胺和氨等，已被广泛用于海产品和肉制品新鲜度或保质期的有效指示成分。

TVB-N在生物条件下易通过质子化作用与其它成分(如水、氨基酸、碳水化合物等)形成氢键而不易释放，导致响应延迟。因此，快速响应能力是设计传感器的首要条件。另一方面，传感信号的不可逆性对于避免假阴性结果也必不可少。以pH试纸为例，这类变色传感器在TVB-N气氛中会发生颜色改变，但去除TVB-N后又可恢复至初始颜色，使得传感结果的真实性高度存疑。此外，多信号响应也应在设计传感体系时被考虑，通过不同传感信号的交互验证可大大提高传感结果的准确性。不幸的是，构建能同时满足这些要求的高质量食品新鲜度传感体系目前未见报道，设计开发这类传感器仍极具挑战性。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明目的在于解决现有食品新鲜度监测方法仪器化程度高以及响应信号单一、响应延迟和传感结果可靠性不佳等问题，提供一种响应快速且信号不可逆的双响应食品新鲜度纸传感器及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明公开了蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，该方法具体包括如下步骤：

S1：制备荧光试纸：

在滤纸表面修饰荧光试剂和吸附基团，裁剪定形后即得荧光试纸；

S2：制备纸传感器：

准确配制一定浓度的pH敏感变色化合物，用步骤S1中得到的荧光试纸进行吸附，吸附完后弃去上清液即得到具备双响应性能的纸传感器。

进一步地，步骤S1中滤纸表面的修饰方式包括物理修饰和化学修饰，物理修饰为物理涂覆聚合物层，化学修饰为化学交联。

进一步地，步骤S1中所述荧光试剂为pH敏感的荧光试剂或材料。

进一步地，步骤S1中所述荧光试剂为pH敏感的有机荧光染料、荧光量子点、荧光聚合物微球、荧光蛋白中的任意一种。

进一步地，步骤S1中所述吸附基团为能与pH敏感变色化合物结合的任一官能团。

进一步地，步骤S1中所述吸附基团为氨基、脲基、羧基、磺酸基、羟基、无机离子、烷基链、芳环和杂环中的任意一种。

进一步地，步骤S2中的pH敏感变色化合物为pH敏感变色染料、多酚中的任意一种。

蛋白类食品新鲜度纸传感器，该蛋白类食品新鲜度纸传感器采用前述的制备方法制备得到。

蛋白类食品新鲜度纸传感器的应用，所述蛋白类食品新鲜度纸传感器应用于蛋白质类食品的新鲜度监测。

进一步地，所述荧光试纸在基于表观颜色和荧光颜色的单模或双模传感方式下用于蛋白类食品的新鲜度监测。

本发明的有益效果：

本发明的食品新鲜度纸传感器用于食品新鲜度监测时，无需特定仪器设备，对挥发性酸/胺的响应速度快，响应灵敏度高，在0.5％氨水产生的氨气氛下1分钟内即可产生双信号响应，且非接触式传感对样品无损。此外，不可逆的双信号响应还能有效提高响应结果的准确性与可靠性。还具有成本低廉、制备简单、使用方便、便携性好等优点，可用于蛋白质类食品新鲜度实时监测。

附图说明

图1为本发明的纸传感器双响应传感原理示意图；

图2为本发明制备双响应纸传感器的原理示意图；

图3A为发射波长550nm的量子点(简写为QDs)的透射电镜图及其粒径分析；

图3B为未功能化的裸滤纸的扫描电镜图

图3C为未功能化的荧光试纸的扫描电镜图；

图3D滤纸改性前后的热重分析；

图3E为裸滤纸和荧光试纸在不同状态下的拉伸应力测试图；

图3F为裸滤纸和荧光试纸在不同状态下的弹性模量测试；

图4A为量子点和花青素的荧光光谱；

图4B为纸传感器荧光光谱。

图4C为纸传感器的光稳定性；

图4D为纸传感器的荧光强度的批间重现性；

图5A为荧光试纸在pH梯度3.0-12.0的醋酸铵溶液中的表观颜色和荧光颜色示意图；

图5B为纸传感器在pH梯度3.0-12.0的醋酸铵溶液中的表观颜色和荧光颜色；图5C为纸传感器的相对荧光强度与pH的关系；

图5D为花青素(简写为BA)在不同pH下的紫外-可见吸收光谱；

图5E为不同pH下BA水溶液的实物照片；

图5F为BA在不同pH下变色的分子机理示意图；

图6为制备双响应纸传感器所用QDs和BA的浓度优化；

图7A为荧光试纸的外观；

图7D为荧光试纸的荧光照片；

图7B为在不同条件下制得的纸传感器的外观；

图7E为在不同条件下制得的纸传感器的荧光照片；

图7C为不同纸传感器在氨气氛中的外观；

图7F为不同纸传感器在氨气氛中的荧光照片；

图7G为纸传感器的相对荧光强度随BA锚定时间以及BA浓度的关系示意图；

图7H为氨气氛中纸传感器的二次荧光猝灭；

图8A-E分别为0、0.5％、5.0％、10.0％、25.0％(v/v)的氨水形成的氨气氛下纸传感器的外观(左)和荧光(右)；

图8F纸传感器在上述8A-E氨气氛中的相对荧光强度随传感时间的变化；

图9A为不同挥发性气体环境下纸传感器的外观；

图9B为不同挥发性气体环境下纸传感器的荧光颜色；

图9C为纸传感器在周围敞开环境和不同挥发性气体环境下的相对荧光强度比较；

图9D为不同pH敏感变色化合物锚定的纸传感器在周围环境下的荧光和实物照片；

图9E为不同pH敏感变色化合物锚定的纸传感器在氨气氛中的荧光和外观；图9F为图9E中纸传感器在移除氨气氛并在周围环境下保存7天后的荧光和实物照片；

图9G为图9D和图9E中对应纸传感器的相对荧光强度比较；

图10A-C为纸传感器在4℃条件下保存8天(0-8)后的外观、荧光及其相对荧光强度变化；

图10D-F为纸传感器在25℃条件下保存8天(0-8)后的外观、荧光及其相对荧光强度变化；

图10G-I为纸传感器在40℃条件下保存8天(0-8)后的外观、荧光及其相对荧光强度变化；

图11为基于纸传感器的蛋白质食品双响应腐败监测。图B是图A中试纸的局部放大；

图12A为三甲胺水溶液的UPLC-HRMS分析结果示意图；

图12B为虾变质腐败后渗滤液的UPLC-HRMS分析结果示意图；

图12C猪肉变质腐败后渗滤液的UPLC-HRMS分析结果示意图；

图12D为图12A-图12C中m/z 60.07958-60.08198范围内组分的质量色谱图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中所用的超纯水是指经过美国密理博公司Milli-Q Advantage A10超纯水净化系统得到的水。

实施例一：双响应纸传感器的制备

S1：CdTe QDs的制备

首先配制一定浓度的CdCl₂·2.5H₂O水溶液，加入适量巯基乙酸后用NaOH将水溶液的pH调节至10.5-11.0，剧烈搅拌数分钟后加入适量的Na₂TeO₃水溶液，混匀后再加入适量NaBH₄，最后将混合液置于120℃回流。通过实时测定QDs荧光光谱来确定最佳回流时间。反应结束后在QDs溶液中加入4倍以上体积的乙醇，静置一段时间即得到QDs絮状沉淀。最后离心分离并用乙醇清洗即可得到QDs纯品。TEM和DLS如图3A所示，QDs良好的水分散性，且形貌规整，粒径约为5-8nm。

S2：荧光试纸的制备

制作过程如示意图2所示，首先将适量浓度的S1中制得的QDs掺杂到含有一定体积分数脲丙基三乙氧基硅烷(UPTES)的水溶液中，得到预聚液。然后将洁净的滤纸置于预聚液中，完全润湿后立即取出并干燥，制得荧光试纸。该硅烷偶联剂聚合物层不仅在传感过程中起到了提供荧光信号的作用，同时也为锚定pH敏感变色化合物提供活性吸附基团。裸滤纸以及10.0mg/mL QDs掺杂的20％(v/v)UPTES修饰的荧光试纸的SEM表征分别如图3B和3C所示，可见UPTES成功聚合到滤纸表面。裸滤纸和10％、20％(v/v)UPTES修饰的荧光试纸的TGA分析如图3D，随着UPTES用量增加，滤纸的失重率分别由89.2％降低到81.1％和72.2％，同样表明UPTES成功聚合到滤纸表面。裸滤纸和荧光试纸的应力-应变和弹性模量测试分别如图3E和3F，无论是湿润还是干燥状态，荧光试纸的应力和抗形变能力均强度裸滤纸，进一步表明了UPTES修饰成功，也暗示试纸的耐用性增强。

S3：纸传感器的制备

将步骤S2得到的荧光试纸吸附一定浓度的pH敏感变色化合物，吸附完成后用水清洗，即制得具有表观颜色和荧光颜色双响应能力的纸传感器。其中pH敏感变色化合物水溶液的浓度根据实际情况进行取值，不同变色化合物的变色性能不同，使用浓度需根据变色化合物的种类而定。10.0mg/mL QDs掺杂的20％(v/v)UPTES修饰的荧光试纸及其锚定2.0mg/mL BA后所得纸传感器的荧光分别如图4A和4B，两者高度一致的荧光激发/发射谱表明QDs的掺杂的成功的，此外，BA本身无荧光发射，也说明了纸传感器的荧光来源于QDs。图4C和4D的光稳定与批间荧光重现性测试表明，连续激发90分钟试纸的荧光下降不超过5.4％，10批次试纸的荧光强度波动也在6.7％内，说明本发明纸传感器具有优异的荧光稳定性和制备过程中良好的可控性。

实施例二：纸传感器的双响应机理考察

S1：纸传感器的pH敏感双响应

将实施例二中制得的10.0mg/mL QDs掺杂的20％(v/v)UPTES修饰的荧光试纸及其锚定2.0mg/mL BA后所得纸传感器分别置于pH 3.0-12.0的醋酸铵溶液中，室温下孵育2h后弃去上清液,用对应pH的醋酸铵溶液清洗试纸3遍后扫描实物，同时智能手机记录365nm紫外光下的荧光照片并测定荧光强度。如图5A、5B和5C所示，在该pH范围内，荧光试纸的外观和荧光均表现出良好的稳定性。相比之下，纸传感器的表观颜色和荧光都表现出复杂的变化，说明纸传感器的荧光猝灭与BA变色密切相关。当体系pH在6.0-7.0时，纸传感器与荧光试纸相比，在外观和荧光上都没有显著变化，而在更强的酸性和碱性条件中则呈现出明显的表观颜色和荧光变化，这就为纸传感器对挥发性酸/碱的双响应传感提供了有力的依据。

S2：纸传感器的荧光响应机制

分别配制pH 3.0-12.0的醋酸铵溶液，以此为溶剂配制浓度为1.0mg/mL的BA溶液，记录溶液的颜色并用紫外-可见分光光度法测定上述溶液的吸收光谱，结果如图5D和5E所示，从图中可以看出在pH 3.0-4.0时，BA的特征吸收带在520nm，当pH增加到5.0-7.0时，BA的特征吸收带红移至550nm，而当pH增加到8.0-11.0时，继续红移至570nm。与此同时，在pH4.0-7.0时，BA的吸光能力明显减弱，与QDs的激发/发射峰的重叠程度也显著下降，而其它pH下BA的吸收带与QDs荧光光谱有着较大重叠区域。结合S1中不同pH下纸传感器的荧光变化，可以证明荧光猝灭的机制符合内滤效应特征，即通过BA吸收带与QDs荧光激发/发射带的谱学重叠实现快速荧光猝灭，而无需两者间的直接相互作用。此外，BA在不同pH下的溶液呈现出来的颜色各不相同，为基于表观颜色的可视化传感提供了证据，也进一步阐明了该纸传感器荧光猝灭的机理。

S3：纸传感器的变色机理

如图5F所示，当pH从7.0降至3.0时，BA的结构由花色素苷阳离子转化为黄烊正离子，其结构由紫红色转变为玫瑰红，而BA在碱性条件下呈黄褐色的原因归因于查尔酮结构的存在。显然，上述BA的颜色变化与纸传感器的颜色演变相对应，很好地解释了纸传感器外观的变色机理。

实施例三：纸传感器制备过程中QDs和BA的用量优化

S1：制备不同浓度QDs掺杂的荧光试纸

称取一定质量的实施例一中制得的QDs分散于含20％(v/v)UPTES的水溶液中，配置成一定浓度梯度的预聚液，具体浓度设置为：0.1,0.5,1.0,5.0和10.0mg/mL。然后将清洁的滤纸分别浸泡于上述溶液中，滤纸浸湿后立即取出，待纸片干燥后用打孔器打成直径为6mm的荧光试纸小圆片。

S2：制备不同浓度BA吸附的纸传感器

用pH 7.0的醋酸铵溶液为溶剂配制不同浓度的BA储备液，具体浓度设置为0.01,0.1,0.5，1.0，2.0和3.0mg/mL。然后将S1中制得的不同浓度QDs掺杂的荧光试纸小圆片分别加入到上述BA溶液中，室温下孵育1小时后取出并干燥。将所得纸传感器分成两组，一组保持在周围环境中，另一组置于氨气氛中孵育1小时。然后分别记录荧光试纸和纸传感器在周围环境和氨气氛中的表观颜色和365nm紫外光下的荧光颜色，结果分别如图6A、6B和6C所示，图6A为不同浓度QDs掺杂的纸传感器在周围环境下放置1小时的情况；图6B和图6C为不同浓度BA锚定的纸传感器分别在周围环境和氨气氛中放置1小时的情况，其中，(1-5)为外观照片，(6-10)为荧光照片，(1-5)和(6-10)中所用QDs的浓度从左到右分别是0.1，0.5，1.0，5.0和10.0mg/mL；图6B和6C中制备纸传感器所用BA的浓度由上而下分别是0.01，0.1，0.5，1.0，2.0和3.0mg/mL，由图可知，当花青素浓度一定时，QDs浓度越大，试纸的荧光越强；而当QDs浓度一定时，BA浓度越大，纸传感器的荧光越弱，同时表观颜色的变化也越显著；当系统切换到氨气氛环境时，纸传感器的表观颜色发生变化，同时荧光进一步猝灭。综合考虑表观颜色和荧光响应的灵敏度，最终确定QDs和BA的最佳用量分别为10.0mg/mL和2.0mg/mL。

实施例四：BA的吸附时间优化

称取一定质量的BA标准品溶于pH 7.0的醋酸铵溶液中，配制成不同浓度的储备液，具体浓度设置为：0.01,0.05,0.1,0.5,1.0,2.0和3.0mg/mL。以实施例二中制得的10.0mg/mL QDs掺杂的20％(v/v)UPTES修饰的荧光试纸为吸附剂，置于酶标板中，每孔一片，接着各取200μL上述BA溶液于96孔板中，室温下分别孵育1,5,10,30,60,120和180min。将所得纸传感器分成两组，一组置于周围环境中，另一组置于氨气氛中孵育24h。然后分别记录荧光试纸和氨水传感前后纸传感器的表观颜色和荧光照片，同时测定它们的荧光强度，结果如图7A-H所示，其中，BA在(7A-7F)中的用量从左至右分别为0.01、0.1、0.025、0.5、1.0、2.0、3.0mg/mL；(1-7)中BA的锚定时间分别为1、5、10、30、60、120和180min，纸传感器的荧光与花青素浓度和吸附时间呈双重依赖性，萃取时间越长，花青素用量越大，纸传感器的荧光猝灭越强，且在氨气氛中纸传感器的荧光被进一步猝灭。综合考虑表观颜色和荧光颜色的响应灵敏度，采用10.0mg/mL QDs掺杂的荧光试纸在10min萃取时间下萃取2.0mg/mLBA后制得的纸传感器最终用于传感分析。

实施例五：传感动力学评价

采用实施例四中确定的10.0mg/mL QDs掺杂的荧光试纸在10min萃取时间下萃取2.0mg/mL BA后制得的纸传感器进行传感动力学评价。将纸传感器打孔成6mm的小圆片后分成若干组，分别用双面胶将其粘在离心管盖上，并在错开纸传感器的管盖位置打孔，然后在离心管中分别加入2mL体积分数为0,0.5％,5％,10％和25％的氨水溶液，在打孔位置抽真空5s以形成氨气氛环境，抽真空结束后开始计时。各浓度氨水形成氨气氛环境的传感时间梯度均为0,0.5,1,3,5,10,20,40,60,90,120,240,480,960和1440min。传感过程结束后，分别记录传感前后纸传感器的表观颜色和365nm紫外光下的荧光照片，同时测定其荧光强度，结果如图8A-F所示，其中，(1-15)感应时间分别为0、0.5、1、3、5、10、20、40、60、90、120、240、480、720和1440分钟。可见，随着氨水浓度的增大，纸传感器的表观颜色与荧光变化所需时间逐渐缩短，但即便在氨水浓度低至0.5％时，纸传感器也能快速展示双信号响应，此时当传感时间由0.5min延长至5min时，纸传感器的荧光猝灭率由25.2％增加到96.5％，表观颜色和荧光颜色变化也肉眼可辨；而当氨水浓度逐渐增加至5.0％,10.0％和25.0％，即便传感时间短至0.5min，纸传感器的荧光猝灭率也分别高达36.4％,42.3％和87.5％，同时表观颜色与荧光颜色呈现同步变化，说明纸传感器具有高的响应灵敏度和快的双响速度。

实施例六：纸传感器对常见挥发性化合物(VOCs)的传感效果

以乙醇、三甲胺、二甲胺、二甲胺盐酸盐、氨水、醋酸、苯甲酸和食用香精(异戊酸异戊脂)作为模型VOCs，采用实施例四中确定的10.0mg/mL QDs掺杂的荧光试纸在10min萃取时间下萃取2.0mg/mL BA后制得的纸传感器进行传感效果评价。由于二甲胺盐酸盐和苯甲酸为固体，两者均用醋酸铵溶液(pH 7.0)为溶剂配制成2.0mg/mL的溶液，其它液体样品VOCs则直接使用。分别将纸传感器置于96孔酶标板中，每孔1片，接着每孔中分别加入上述VOCs溶液各200μL，平行设置3组复孔，然后置于摇床上室温下孵育10min。孵育结束后纸传感器用水(pH 7.2-7.4)清洗3次，记录传感前后纸传感器的表观颜色和荧光颜色，同时测定荧光强度，结果如图9A-C，图9为纸传感器在周围环境(1)和不同挥发性有机化合物(2-8)产生的挥发性气体环境下的外观9A和荧光颜色9B及其它们的相对荧光强度比较9C，其中，9A和9B中(1-8)对应的挥发性有机化合物种类与9C中的横坐标一致。由图可知，纸传感器在三甲胺、二甲胺、醋酸、苯甲酸和氨水等酸/碱性VOCs中表现出了明显的表观颜色和荧光变化，净荧光猝灭率分别为49.9％,78.8％,75.6％,45.1％和88.5％，而其它中性VOCs均未引起纸传感器明显的信号变化，证明了纸传感器对挥发性酸/碱具有良好的响应性，同时对中性挥发性化合物具有良好的抗干扰性能。

实施例七：传感体系的通用性评价

采用甲基红钠盐、苯酚、邻苯二酚、对苯二酚和BA作为pH敏感变色化合物模型，分别将这些物质用pH7.0的醋酸铵溶液为溶剂配置成2.0mg/mL的储备液，然后分别用实施例二中制得的10.0mg/mL QDs掺杂的20％(v/v)UPTES修饰的荧光试纸进行吸附，吸附时间均为10min。将所得纸传感器连同pH试纸和10.0mg/mL QD修饰的pH试纸分别用双面胶将其粘在离心管盖上，并在错开纸传感器的管盖位置打孔，然后在离心管中分别加入2mL体积分数为25％的氨水溶液，在打孔位置抽真空5s以形成氨气氛环境，抽真空结束后开始计时，传感时间均为10min。分别记录其传感前后的外观和365nm紫外光下的荧光颜色，同时测定荧光强度。然后移除氨水气氛并将所有纸传感器转移至周围环境中保存，7天后再次记录各传感器的外观和荧光颜色，结果如图9D-G，不同pH敏感变色化合物锚定的纸传感器在周围环境9D和氨气氛9E中以及移除氨气氛并转移至周围环境中7天后9F的荧光颜色(1-7)和外观(8-14)照片及其9D和9E中试纸的相对荧光强度比较9G，9D-E中1-7和8-14的对应的纸传感器种类与9G的横坐标顺序一致，且从左至右分别为甲基红钠盐、苯酚、对苯二酚、花青素、邻苯二酚锚定的纸传感器以及pH试纸和表面修饰过QDs的pH试纸。由图可知，上述模型分析物锚定的纸传感器以及pH试纸和QDs修饰的pH试纸在正常环境和氨气氛中均不同程度地表现出了表观颜色和荧光的双重变化(吸附苯酚的纸传感器的表观颜色变化不明显，但荧光变化显著)。然而，将纸传感器转移到正常环境中后，pH试纸和QDs修饰的pH试纸的表观颜色又恢复到了初始状态，其它纸传感器都保持着良好的信号稳定性。证实了纸传感器的双信号响应具有不可逆性，这无疑有利于展示食品新鲜度的真实情况，传感结果相比pH试纸具有更高的可靠性。

实施例八：纸传感器的储存稳定性考察

将实施例四中10.0mg/mL QDs掺杂的荧光试纸在10min萃取时间下萃取2.0mg/mLBA后制得的纸传感器分别置于4℃、25℃和40℃条件下保存8天，每隔24h记录纸传感器的表观颜色和荧光颜色，同时在360nm激发波长下测定它们的荧光强度，结果如图10A-I所示。由图可知，在4℃、25℃和40℃条件下保存8天后纸传感器的外观和荧光均无明显变化，荧光猝灭率分别不超过6.3％、6.6％和6.4％。证明了纸传感器本身的表观颜色和荧光具有良好的稳定性，也为后续高质量的双响应传感奠定了基础。

实施例九：纸传感器用于蛋白类食品的新鲜度传感

S1：实际样品的前处理

以市场上新购买的猪肉和虾为代表性蛋白类食品用于评价纸传感器的实际应用性能。前处理过程如下：将猪肉洗净后沥水并切碎，平铺于培养皿四周，约50g/皿；鲜虾洗净沥水后置于培养皿中，1只/皿。上述样品各准备9个。

S2：纸传感器用于实际样品的新鲜度监测

采用实施例四中10.0mg/mL QDs掺杂的荧光试纸在10min萃取时间下萃取2.0mg/mL BA后制得的纸传感器进行该实验。上述S1中处理过的虾和猪肉的培养皿的皿盖内侧分别粘贴3张纸传感器，密封后均分成3组，分别于4℃、25℃和40℃中保存。传感测试开始前分别记录每组纸传感器的初始外观和荧光颜色，然后每隔24h再次记录纸传感器的外观和荧光，结果如图11A和11B，其中，11A1-A6为猪肉样品；11A7-A12为虾样品；1-12中的单数为表观颜色传感模式，双数为荧光传感模式；11B是11A中对应纸传感器的局部放大图。(1/2、7/8)、(3/4、9/10)和(5/6、11/12)的传感温度分别为40℃、25℃和4℃。由图可知，纸传感器呈现出了肉眼可辨的双响应传感性能，很好地指示了不同样品的新鲜度随储存时间的变化。具体来说，猪肉样品在40℃放置1天，试纸便呈现出明显的表观颜色变化，同时荧光也几乎完全猝灭；在25℃下放置2天试纸表现出明显的双信号响应；相比之下，4℃保存到第7天纸传感器才呈现明显的双信号响应。说明猪肉在40℃下1天内变质，25℃下1-2天变质，而4℃下第7天变质。同理，纸传感器显示虾在40℃和25℃均在1天内变质，而在4℃条件下能保存7天。这些结果表明纸传感器可用于蛋白类食品的新鲜度监测。

实施例十：超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)分析

为了验证纸传感器在实际样品新鲜度监测中的响应原理，本项目采用30％质量分数的三甲胺水溶液和上述实施例九中所用的猪肉和虾样品在室温下放置8天变质后产生的渗滤液用于UPLC-HRMS分析，渗滤液在进样前用0.45μm滤膜过滤，而后所有样品用水稀释100倍后进样，测定结果如图12。其中，图12A是三甲胺对照品，m/z 60.08101归属于三甲胺的[M+H]⁺峰。图12B和12C分别对应虾和猪肉渗滤液样品，m/z 60.08103和60.08105峰很好地证实了虾和猪肉渗滤液中存在三甲胺。图12D是图12A、12B和12C中m/z60.07958-60.08198范围内的质量色谱图，三个出峰位置几乎重叠的峰进一步证实了渗滤液中存在三甲胺。这些结果充分说明了纸传感器的双响应与蛋白类食品变质过程中产生的TVB-N密切相关，证明了本发明设计的合理性。

以上具体实施方式部分对本发明所涉及的分析方法进行了具体的介绍。应当注意的是，上述介绍仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明的方法及思路，而不是对相关内容的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可以对本发明进行适当的调整或修改，上述调整和修改也应当属于本发明的保护范围。

Claims

1.蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

S1：制备荧光试纸：

S2：制备纸传感器：

2.根据权利要求1所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1中滤纸表面的修饰方式包括物理修饰和化学修饰，物理修饰为物理涂覆聚合物层，化学修饰为化学交联。

3.根据权利要求1所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述荧光试剂为pH敏感的荧光试剂或材料。

4.根据权利要求3所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述荧光试剂为pH敏感的有机荧光染料、荧光量子点、荧光聚合物微球、荧光蛋白中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述吸附基团为能与pH敏感变色化合物结合的任一官能团。

6.根据权利要求1所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述吸附基团为氨基、脲基、羧基、磺酸基、羟基、无机离子、烷基链、芳环和杂环中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的制备方法，其特征在于，步骤S2中的pH敏感变色化合物为pH敏感变色染料、多酚中的任意一种。

8.蛋白类食品新鲜度纸传感器，其特征在于，该蛋白类食品新鲜度纸传感器采用如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。

9.一种如权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的或者如权利要求8所述的蛋白类食品新鲜度纸传感器的应用，其特征在于，

所述蛋白类食品新鲜度纸传感器应用于蛋白质类食品的新鲜度监测。

10.根据权利要求9所述的食品新鲜度纸传感器的应用，其特征在于，所述荧光试纸在基于表观颜色和荧光颜色的单模或双模传感方式下用于蛋白类食品的新鲜度监测。