一种基于超分子自组装的通用型食品溯源和鉴别方法

本发明涉及食品检测，尤其涉及一种基于超分子自组装荧光阵列传感器的通用型食品溯源和鉴别方法。

背景技术：

1、食品溯源和鉴别体系旨在追踪农产品从农场到餐桌的全过程，在保障食品质量安全方面发挥重要作用。一方面，食品供应链的可追溯性能够帮助快速确定被污染食品的来源，以便及时从市场上召回问题食品，从而最大限度地降低食源性疾病传播的风险，保障食品质量和公众健康；另一方面，食品溯源和鉴别技术能够增加食物链的透明度，从而有效降低食品掺假和伪造的风险。

2、目前的食品溯源和鉴别技术主要有基因组学/蛋白质组学分析、色谱/质谱分析、元素分析、核磁共振分析、感官分析和光谱分析(如紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱和拉曼光谱)等方法。虽然这些方法可以获得相对准确的食品溯源和鉴别结果，但一些方法的进一步应用仍受限于基于实验室的大型仪器和繁琐耗时的操作。更重要的是，现有的食品溯源和鉴别方法大多是针对一种或一组特定的食品设计的，难以适用于不同的食品种类。因此，面对种植面积广阔、生长环境多样、供应链系统复杂的各类食品，开发一种高效和通用的食品溯源和鉴别方法具有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于超分子自组装荧光阵列传感器的通用型的食品溯源和鉴别方法，克服了现有食品溯源和鉴别方法中存在的操作繁琐成本高、不具有通用性的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下的技术方案：

3、第一，本发明提供了由荧光超分子组装体构建的阵列传感器在食品溯源和鉴别检测中的应用：

4、上述阵列传感器的超分子传感单元具有可调节性，并且能够针对各类食品样品的微小差异实现高灵敏度区分，在检测中呈现出高准确度和普适性。

5、本发明的阵列传感器的超分子荧光传感单元在溶液中的构象和组装形式对外界刺激展现出不同的状态，进而引起其光学特性的变化，如荧光的开启或淬灭现象。

6、因此上述阵列传感器的超分子荧光传感单元用于食品溯源和鉴别的检测时，能够实现荧光响应的效果，即超分子荧光传感单元的荧光在不同食品分子的作用下发生不同程度的荧光信号变化，并且可以通过荧光光谱仪收集荧光信号数据。

7、本发明提供的超分子荧光阵列传感器之所以具有优异的食品溯源和鉴别的检测性能，可能是基于如下原理：本发明的阵列传感器是具有一系列超分子荧光传感单元的多感知技术，它能够通过收集不同超分子荧光传感单元和食品分析物之间的差异性相互作用的响应来实现检测，检测方案如图1所示；而且超分子组装体的动态和可逆特性赋予了它们在微环境条件下具有刺激响应性和可调节性，因为非共价相互作用是普遍存在的，所以不同食物中的各类分子均能够与超分子荧光组装体发生非共价相互作用以产生荧光信号的变化，来自不同传感单元的包含所有分子相互作用的交叉响应信号组合即可为每种食品生成独特的荧光指纹图谱，以实现食品的区分和识别。

8、本发明对于上述阵列传感器的超分子荧光传感单元的组成和种类并无特殊限定，可以为一般商业荧光染料和能够与其发生组装的辅因子，或按照本领域技术人员的方法制备和构建的超分子荧光检测体系。

9、为了获得具有实际检测效果的超分子荧光阵列传感器，本发明提供如下所述的超分子荧光阵列传感器构建方式和针对不同食品种类的溯源和鉴别方法，具体地：

10、第二，本发明提供了一种基于超分子荧光阵列传感器的苹果溯源方法，具体的，以式(i)所示的芘衍生物和聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或舒更葡糖钠分别组成超分子荧光组装体作为阵列传感器的荧光传感单元。

11、

12、本发明优选的，所述超分子荧光传感单元的浓度为式(i)所示的芘衍生物4-6μmol/l，聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、舒更葡糖钠分别为0.01-0.03μmol/l、25-35μmol/l、8-12μmol/l。所述式(i)所示的芘衍生物的浓度进一步优选为5μmol/l，所述聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、舒更葡糖钠的浓度进一步优选为0.02μmol/l、30μmol/l、10μmol/l。

13、本发明具体检测方法优选如下：在10mmol/l ph＝7的hepes缓冲液中，上述超分子荧光传感单元浓度为式(i)所示的芘衍生物5μmol/l，聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、舒更葡糖钠分别为0.02μmol/l、30μmol/l、10μmol/l进行不同产地苹果样品的荧光光谱测试，检测时激发波长为350nm，激发光和发射光的狭缝宽度为1.0nm。式(i)所示的芘衍生物与聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠组装的超分子荧光传感单元选择发射波长为485nm和397nm处的荧光强度之比作为荧光信号，式(i)所示的芘衍生物与舒更葡糖钠组装的超分子荧光传感单元选择发射波长为397nm处的荧光淬灭效率作为荧光信号，根据三种传感单元与不同苹果样品作用后的荧光信号，通过线性判别分析区分不同产地的苹果实现溯源。

14、第三，本发明提供了一种基于超分子荧光阵列传感器的柑橘溯源方法，具体的，以式(ⅱ)所示的苝衍生物和聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或舒更葡糖钠分别组成超分子荧光组装体作为阵列传感器的荧光传感单元。

15、

16、本发明优选的，所述超分子荧光传感单元的浓度为式(ⅱ)所示的苝衍生物1-2μmol/l，聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、舒更葡糖钠分别为0.01-0.02μmol/l、30-50μmol/l、1-2μmol/l。所述式(ⅱ)所示的苝衍生物的浓度进一步优选为1μmol/l，所述聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、舒更葡糖钠的浓度进一步优选为0.01μmol/l、30μmol/l、1μmol/l。

17、本发明具体检测方法优选如下：在10mmol/l ph＝7的hepes缓冲液中，上述超分子荧光传感单元浓度为式(ⅱ)所示的苝衍生物1μmol/l，聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、舒更葡糖钠分别为0.01μmol/l、30μmol/l、1μmol/l进行不同产地柑橘样品的荧光光谱测试，检测时激发波长为440nm，激发光和发射光的狭缝宽度为1.0nm。选择发射波长为490nm处的荧光增强程度作为荧光信号，根据三种传感单元与不同柑橘样品作用后的荧光信号，通过线性判别分析区分不同产地的柑橘实现溯源。

18、第四，本发明提供了一种基于超分子荧光阵列传感器的茶叶鉴别方法，具体的，以式(i)所示的芘衍生物、1-芘丁酸或1-芘丁醇分别和舒更葡糖钠组成超分子荧光组装体作为阵列传感器的荧光传感单元。

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20、本发明优选的，所述超分子荧光传感单元的浓度为式(ⅰ)所示的芘衍生物、1-芘丁酸或1-芘丁醇4-6μmol/l，舒更葡糖钠8-12μmol/l。所述式(ⅰ)所示的芘衍生物、1-芘丁酸或1-芘丁醇的浓度进一步优选为5μmol/l，所述舒更葡糖钠的浓度进一步优选为10μmol/l。

21、本发明具体检测方法优选如下：在10mmol/l ph＝7的hepes缓冲液中，上述超分子荧光传感单元浓度为式(ⅰ)所示的芘衍生物、1-芘丁酸、1-芘丁醇5μmol/l，舒更葡糖钠10μmol/l进行不同种类茶叶样品的荧光光谱测试，检测时激发波长为350nm，激发光和发射光的狭缝宽度为1.0nm。选择发射波长为397nm处的荧光淬灭效率作为荧光信号，根据三种传感单元与不同茶叶样品作用后的荧光信号，通过线性判别分析区分不同种类的茶叶实现鉴别。

22、第五，本发明提供了一种基于超分子荧光阵列传感器的蜂蜜鉴别方法，具体的，以式(ⅱ)、式(ⅲ)或式(ⅳ)所示的苝衍生物分别和十二烷基硫酸钠组成超分子荧光组装体作为阵列传感器的荧光传感单元。

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24、

25、本发明优选的，所述超分子荧光传感单元的浓度为式(ⅱ)、式(ⅲ)或式(ⅳ)所示的苝衍生物1-2μmol/l，十二烷基硫酸钠30-50μmol/l。所述式(ⅱ)、式(ⅲ)或式(ⅳ)所示的苝衍生物的浓度进一步优选为1μmol/l，所述十二烷基硫酸钠的浓度进一步优选为30μmol/l。

26、本发明具体检测方法优选如下：在上述超分子荧光传感单元浓度为式(ⅱ)、式(ⅲ)或式(ⅳ)所示的苝衍生物1μmol/l，十二烷基硫酸钠30μmol/l中进行不同种类蜂蜜样品的荧光光谱测试，检测时激发波长为440nm，激发光和发射光的狭缝宽度为1.0nm。选择发射波长为490nm处的荧光增强程度作为荧光信号，根据三种传感单元与不同蜂蜜样品作用后的荧光信号，通过线性判别分析区分不同种类的蜂蜜实现鉴别。

27、第六，本发明提供了一种基于超分子荧光阵列传感器的咖啡豆溯源方法，具体的，以式(i)所示的芘衍生物和舒更葡糖钠在水或二甲基亚砜溶液中组成的超分子荧光组装体作为阵列传感器的荧光传感单元。

28、

29、本发明优选的，所述超分子荧光传感单元的浓度为式(ⅰ)所示的芘衍生物4-6μmol/l，舒更葡糖钠8-12μmol/l。所述式(ⅰ)所示的芘衍生物的浓度进一步优选为5μmol/l，所述舒更葡糖钠的浓度进一步优选为10μmol/l，所述二甲基亚砜溶液的体积分数优选为20％或40％。

30、本发明具体检测方法优选如下：在二甲基亚砜溶液的体积分数分别为0％、20％、40％的hepes缓冲液中，上述超分子荧光传感单元浓度为式(ⅰ)所示的芘衍生物5μmol/l，舒更葡糖钠10μmol/l，进行不同产地咖啡豆样品的荧光光谱测试，检测时激发波长为350nm，激发光和发射光的狭缝宽度为1.0nm。选择发射波长为397nm处的荧光淬灭效率作为荧光信号，根据三种传感单元与不同咖啡豆样品作用后的荧光信号，通过线性判别分析区分不同产地的咖啡豆实现溯源。

31、与现有技术相比，本发明提供了一种基于超分子自组装荧光阵列传感器的通用型食品溯源和鉴别方法，以荧光分子组成的超分子构建传感单元。上述超分子荧光阵列传感器具有良好的荧光特性，并且能够实现高准确度的食品溯源和鉴别检测。本发明提供的食品溯源和鉴别方法具有操作简便、定性准确的特点，且成本较低，适用性广。