南京财经大学食品科学与工程学院汤晓智教授课题组在国际食品顶级期刊综述金属有机框架
2021年4月16日，南京财经大学食品科学与工程学院汤晓智教授课题组与河北食品检验研究院张岩研究员联合在食品国际顶尖学术刊物《Trends in Food Science & Technology》（一区，IF=11.077）在线发表了题为 “Applications of metal-organic framework (MOF)-based sensors for food safety: Enhancing mechanisms and recent advances” 的高水平综述论文。
该论文以南京财经大学为第一单位，程玮玮博士为第一作者。该项研究工作得到了国家重点研发计划、江苏省高等学校自然科学研究面上项目及江苏省高校优势学科建设工程项目的资助。
为实现快速可靠的食品安全控制，需要开发性能优异的新型的传感技术。金属有机框架材料（MOF）作为一种新型多孔晶体材料，具有规则的基元排列、超高的比表面积、高度的结构可设计性及永久性的孔隙率等优点。近年来，MOF材料已被广泛应用于食品安全快速检测传感器的构建。在本综述中，作者总结了了MOF材料在食品安全传感器，如荧光传感器、电化学传感器、电化学发光传感器、比色传感器及表面增强拉曼传感器构建中的应用。根据传感器的工作机理对其在农兽药残留、病原体、真菌毒素、重金属、非法添加剂、食品添加剂和其他污染物检测中的应用进行了总结、比较和讨论。讨论了每种传感器类型的主要局限以及MOF材料在解决此类主要问题中的增强机制。此外，论文还介绍了当前基于MOF材料的食品安全控制快速传感技术面临的主要问题以及未来的发展趋势。
MOF材料的固有特性为智能传感器的制造提供了许多优势，它们永久的纳米级孔隙率可产生超高的内部传感界面，其均匀的孔腔可产生分子筛效应，其暴露的配体基团和金属离子活性位点可进行进一步的修饰和选择性识别。尽管基于MOF材料的传感技术在食品安全控制中已经显示出了巨大的潜力，但要将其广泛地应用于实际检测，在灵敏度、稳定性、选择性和抗干扰性等方面，仍需要做更多的工作来进一步提高基于MOF材料传感器的传感性能。首先，MOF材料形状和大小的精确控制仍然是一个挑战，MOF材料的孔径和结构对于许多传感应用至关重要，因此，为了提高基于MOF材料传感器的灵敏度和稳定性，需要通过新的合成或修饰方法更好地调整MOF材料的结构。其中，通过合成具有均匀结构的纳米级MOF将会是一个有效的方法。其次，MOF在水和不利环境中的稳定性需要提高。由于MOF的金属配体键易于水解，大多数MOF或多或少对水敏感。在过去几年，通过使用高价金属或疏水性配体虽然有些MOF材料的稳定性已有显著改善，但许多MOF材料仍然遭受稳定性差的影响。第三，要实现实际食品样品的安全监测，应通过新的功能化方法进一步提高基于MOF的材料的选择性和抗干扰能力。比如通过将可以特异性识别目标分析物的官能团引入MOF，或将MOF与高度目标特异性识别元件（如适体，酶，抗体和分子印迹聚合物）结合使用可能会是一种有效的方法。第四，随着新的合成和修饰技术的发展，有望开发一系列基于MOF的具有特殊光学、电学或结构特性的新型材料，这些新型材料可以为新型的具有出色检测性能的传感器设计提供更多机会。最后，由于食品中通常会同时存在多种有害物质，因此开发能够实现食品中有害物质广谱检测的MOF材料具有重要意义。由于MOF具有易于功能化修饰的特性，通过设计修饰有各种目标识别功能基团或生物分子的MOF材料，可能会为广谱检测提供机会。未来在材料科学，分析化学和生物学等多个学科的密切合作下，基于MOF材料的传感器有望在未来进一步提高食品安全传感效率。
作者简介
汤晓智 教授
汤晓智，男，博士，教授，博士生导师，学科带头人。美国堪萨斯州立大学谷物科学系博士、博士后，江苏省高层次创新创业计划引进人才，江苏高等学校优秀科技创新团队“粮油食品绿色精深加工技术”带头人，江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象，江苏省六大人才高峰培养对象。作为首席科学家承担了国家重点研发计划“食品安全关键技术研发”重点专项项目以及其他国家省部级项目十余项，已在国内外学术期刊上发表论文110余篇，其中SCI收录论文60余篇。曾分别就职于嘉里集团深圳南海油脂工业有限公司，美国Cereplast Inc.，有丰富的工程实践经验。
程玮玮 博士
程玮玮，女，博士，南京财经大学讲师，主要从事光谱快速检测、纳米材料合成修饰、化学传感器构建、天然高分子修饰改性等方面的研究工作。在食品领域主流期刊如Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Chemistry、Journal of Food Engineering、LWT-Food Science and Technology等发表SCI论文20余篇，其中第一作者SCI论文12 篇，ESI高被引论文2 篇，获授权发明专利5 项。
该文章《Applications of metal-organic framework (MOF)-based sensors for food safety: Enhancing mechanisms and recent advances》发表于Trends in Food Science & Technology。点击下方阅读原文即可查看摘要原文。
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编辑：袁月；责编：张睿梅
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