近日，伟德国际BETVlCTOR网页应用化学专业2021级本科生陈文雪以第一作者在《Food Chemistry》上发表了题目为 “ Ultralong luminescence lifetime imaging of edible plant tissue for humidity sensing in food packaging by a smartphone ” 的研究论文。《Food Chemistry》是农林科学1区Top期刊，2023年影响因子为8.8。伟德国际BETVlCTOR网页为论文的唯一署名单位，生物工程与健康学院朱泽策教授为论文的唯一通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.139778
荧光传感在食品检测有广泛的应用。常规的荧光探针基于大π键共轭结构（如共轭双键、芳环等），其毒性不明确；并且这些荧光探针大多需要有机合成，消耗石化资源。为提高材料的安全性，近年来人们利用天然可再生生物质材料发展荧光磷光传感技术。朱泽策等课题组在此前发现纤维、壳聚糖以及多种可食用的植物组织在脱水干燥后，磷光显著增强（ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 17420; Chem. Eng. J. 2023, 460, 141452）。与常规荧光相比，这些生物质材料的磷光寿命达到亚秒级，在关闭激发光后磷光余辉可持续数秒钟，进而可通过磷光寿命成像技术消除散射光和杂质荧光干扰，提高检测信噪比。然而此前发现的生物质材料只能在极端干燥的条件下才具有肉眼可分辨的磷光余辉，难以在常规湿度环境中用于分析检测。
经过对多种可食用植物组织的试验，课题组发现大蒜鳞茎切片经室温干燥后具有显著的磷光余辉。对比此前发现的黄瓜、白菜、胡箩卜等干燥后的植物组织，干燥后的大蒜鳞茎的磷光对湿度表现出较高的耐受性。即使环境相对湿度达到53%，其磷光余辉仍然可以被手机所拍摄。利用手机拍照实现磷光寿命成像，发现大蒜鳞茎的磷光寿命随着环境湿度增加而下降。因此，干燥的大蒜鳞茎切片可作为食品包装中的湿度指示器，并可利用智能手机进行时间分辨发光成像，以消除食品和包装袋的散射光和短寿命荧光的干扰。对比其它类型的湿度指示剂，大蒜作为生活中广泛使用的调味品，无需任何化学处理即可用于食品检测，具有高度的安全性。
图1：大蒜的超长发光寿命成像用于湿度传感
图2：干燥大蒜鳞茎切片的磷光余辉
该工作为其他可食用的植物组织在传感领域的应用提供了新的研究思路和实践基础。不仅展示了材料科学在食品保鲜领域的应用潜力，也体现了智能手机技术在日常生活和工业应用中的多样化用途。
