《食品科学》：金属有机框架材料在食品检测中应用的研究进展

食品安全问题是当今世界的热点话题。食品污染会对人体造成急性、亚急性或慢性危害，给人们的健康带来巨大威胁。食品的供应链复杂，涉及多个阶段，包括种植、生产、加工、储存等，每一个环节都可能受到有害物质的污染。传统检测食品中污染物的方法主要有色谱法、毛细管电泳、酶联免疫吸附测定（ELISA）等，但这些仪器方法存在样品前处理复杂、价格昂贵、操作费时费力等缺点。因此，开发操作简单、快速、灵敏的食品污染物检测方法具有十分重要的意义。

金属有机框架（MOFs）是由金属离子或金属团簇与有机配体自组装而成的新型多孔晶体材料，是一个涉及无机化学、有机化学和配位化学等多学科的崭新课题，是近十几年来发展迅速的一种新型材料。河北医科大学公共卫生学院的李光华、康维钧*等人综述近些年来MOFs及其复合材料在食品检测中应用的研究进展，包括作为传感材料在传感器检测法中的应用和作为前处理材料在色谱法检测前处理中的应用，旨在为其在食品安全领域的应用提供参考。

1、MOFs在传感器检测法中的应用

电化学传感器

电化学传感器因检测灵敏度高、响应速度快、成本低等优点，已广泛应用于食品检测中。电极材料是构建新型电化学传感器的关键。MOFs具有比表面积大、易于改性、结构多样等优点，是电极表面改性的理想材料，能够提高电化学传感性能。为了克服MOFs导电率低、电活性弱等缺点，将MOFs与多功能材料结合，如金纳米粒子（AuNPs）、铂纳米粒子（PtNPs）、碳纤维等，组装制备成基于MOFs的复合材料，以提高电极的导电性。

光学传感器

光学传感器依据光学原理进行检测，因颜色变化易于观察和检测，被认为是最有效的检测方法之一，其中荧光法和比色法是最常用的两种方法。研究人员不断探索MOFs在快速检测食品污染物方面的潜力，开发和研究基于MOFs的荧光和比色传感器检测技术在食品安全和公共卫生领域具有重要意义。

2、MOFs在色谱法检测前处理中的应用

固相微萃取

SPME是20世纪90年代兴起的一种新颖的样品前处理与富集技术，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，溶剂消耗少，在食品分析中得到广泛应用。纤维表面涂覆的SPME涂层是提高萃取性能的关键，MOFs及其复合物作为涂层材料被广泛应用于SPME。金属氮化物框架（MAF）作为MOFs的一个亚科，因其特殊的结构和显著的吸附选择性，在有机挥发物分析中受到了广泛的关注。

磁性固相萃取

MSPE是以磁性或可磁化材料为吸附剂基质的一种固相萃取技术，被吸附的分析物可通过磁场从样品基质中分离。这种预处理方法是基于磁性吸附剂在液体样品中通过漩涡或摇动的方式分散，增大分析物与吸附剂之间的接触面积，实现快速的物质转移，并在短时间内保证较高的萃取效率。MSPE的优点是分离方便快捷、操作简单，大大缩短了样品预处理时间。MOFs可作为样品前处理材料应用于MSPE。

搅拌棒吸附萃取

SBSE因灵敏度高、重现性好、不使用有机溶剂等优点越来越受到关注。搅拌棒上的涂层纤维量是SPME纤维的50～250 倍，可显著提高回收率和萃取能力。SBSE技术已广泛应用于食品复杂样品中痕量污染物的富集和测定。然而，市面上可买到的SBSE涂层，如PDMS、乙二醇-有机硅和聚丙烯酸酯等通常对目标具有低选择性，极大地限制了在复杂食品基质中的应用。因此，开发具有选择性涂层的搅拌棒对SBSE富集目标物具有重要意义。MOFs以其独特的结构和性能，如高比表面积、良好的热稳定性、结构多样性等，成为一种合适的搅拌棒涂层材料。

结语

未来研究中想要充分利用MOFs优异的性能，使其更广泛应用于食品检测技术中，研究者可致力于以下几个方面的研究：1）精确控制、调节MOF的结构、大小及孔径，制备高质量、高稳定性的MOFs；2）将MOFs与其他材料（如金属纳米颗粒、碳纤维、金属氧化物、量子点、COFs、酶、适配体等）结合制备成MOFs复合材料，从而使MOFs在具有原有优点的基础上获得其他材料导电、发光、磁性、催化等优异性能，这种方法能够克服MOFs自身一些缺点，扩大其应用范围；3）将MOFs材料应用于其他检测技术中，如将MOFs应用于表面增强拉曼光谱（SERS）技术中制备SERS基底，可提高食品检测过程中的稳定性和灵敏度，或将其与便携式荧光检测仪、微流控芯片技术、智能手机等设备相结合，开发更加实用且便携的产品，使其能够应用于实际生活中。食品安全一直是热点话题，开发简便、灵敏、快速的现场食品检测方法是大势所趋，而将具有独特结构的MOFs材料与食品快速检测技术结合，能够提高检测的灵敏度，使其在该领域得到更广泛的应用。

本文《金属有机框架材料在食品检测中应用的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷21期223-234页，作者：李光华，刘厦，康凯，邓素梅，康维钧，高志贤。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200804-058。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2022年5月7-8日在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。