组胺(His)是一种通过L-组氨酸脱羧产生的杂环胺,常见于鱼类产品中,尤其是在绿色皮肤、红色肉质的鱼类及其衍生物中,尤其是在变质或储存条件不佳的情况下[1]、[2]、[3]、[4]。虽然低浓度的组胺在正常生理过程中起作用,但高浓度会导致过敏反应,表现为皮肤发红、头痛、心动过速和腹泻,甚至可能危及生命[5]、[6]。为了降低这些风险,各国监管机构对鱼类和鱼类产品中的组胺含量制定了限制。在中国和土耳其,允许的最大含量为200 mg·kg−1(GB 2733–2015)[7]、[8],欧盟也采用了这一标准。相比之下,美国食品药品监督管理局(FDA)设定的限制更为严格,为50 mg·kg−1[9]、[10]。因此,确定这些食品中的组胺含量至关重要。
迄今为止,已有多种方法用于检测组胺,包括高效液相色谱(HPLC)[11]、毛细管电泳[12]、[13]、酶联免疫吸附测定(ELISA)[14]、[15]以及电化学方法[16]、[17]、[18]、[19]。尽管这些方法可以检测低浓度的组胺,但其复杂的操作和昂贵的试剂限制了它们在现场检测中的应用。比色和光学生物传感器因响应迅速、实时监测和高灵敏度而受到越来越多的关注[20]、[21]、[22]、[23]。例如,张等人使用抗组胺抗体与Cu2-xSe纳米颗粒结合,作为光热纳米探针用于组胺检测[24]。刘等人开发了一种比率荧光测试条用于视觉检测组胺[25]。然而,这些方法通常依赖于单一类型的信号(例如仅荧光),仍可能受到环境干扰和仪器因素的影响,从而影响检测的可靠性。为了提高检测精度,结合比色和荧光方法的双信号传感器可以显著消除人为错误,提高抗干扰能力,扩展线性检测范围,提高准确性和可靠性,并增加应用灵活性[26]、[27]、[28]、[29]。例如,Ampika等人设计了Au0-NPsALz,实现了海鲜中组胺的比色和荧光双模式检测[30]。然而,上述生物传感器需要较长时间才能使信号稳定,并且依赖于肉眼观察,导致测试结果不准确。因此,开发用于精确定量组胺的多模态生物传感器至关重要。
在这里,我们开发了一种由路易斯碱触发的纸质芯片,通过智能手机的RGB(红、绿、蓝)识别技术实现组胺的实时荧光和比色双模式检测。该传感机制基于组胺存在下多巴胺(DA)和3-(乙氨基)-4-甲基酚(3-EAP)混合物快速生成绿色荧光化合物(GFC)的反应。加入1%的吐温80显著增强了系统的荧光信号和实时稳定性。通过精确控制荧光反应并优化测试条的组装条件,我们成功制备了一系列比色测试条,并附带标准色卡,从而能够快速在现场筛查和预警鱼肉样品中的组胺(图1)。此外,通过“Color Assist”应用程序将比色测试条与智能手机集成,实现了组胺的定量分析。总体而言,这种测试条提供了一种简单、经济且直观的快速组胺检测方法,为即时检测(POCT)和简化检测流程奠定了重要基础。