本申請(qǐng)總體上涉及檢測(cè)食物腐敗，更具體地涉及檢測(cè)由食物腐敗所產(chǎn)生的生物胺副產(chǎn)物的化學(xué)傳感水凝膠。

背景技術(shù)：

已知食物尤其是肉類(lèi)在發(fā)生腐敗時(shí)，由于微生物介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解而產(chǎn)生一系列生物胺，例如組胺、尸胺、腐胺、亞精胺和酪胺。食品中存在過(guò)多的生物胺表明了食物分解，其導(dǎo)致質(zhì)量差和衛(wèi)生問(wèn)題，并可以最終導(dǎo)致食物中毒。例如，腐肉所產(chǎn)生的組胺是高毒性的，并可以引起鯖亞目魚(yú)的食物中毒。

目前，氣相色譜分析是用于定量測(cè)定食品中生物胺的主要分析儀器。然而，氣相色譜分析的使用和維護(hù)是昂貴且繁瑣的。其他定量和半定量篩選工具使用分子印跡聚合物和基于抗體的免疫測(cè)定法，然而這些工具對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)并不容易得到或操作。因此，對(duì)于檢測(cè)由食物腐敗所產(chǎn)生的生物胺并且在不使用外部檢測(cè)儀器的情況下可以產(chǎn)生容易檢測(cè)的結(jié)果的機(jī)制，具有很大的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于檢測(cè)生物胺的化學(xué)復(fù)合物，其具有結(jié)構(gòu)i所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)：

另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于檢測(cè)生物胺的裝置，其包含：水凝膠，所述水凝膠內(nèi)部設(shè)置有雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物，其中所述水凝膠被配置為當(dāng)暴露于生物胺時(shí)從第一顏色變化到第二顏色。

在另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于容納食品的包裝，其包含：水凝膠，所述水凝膠內(nèi)部設(shè)置有雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物，其中所述水凝膠被配置為當(dāng)暴露于生物胺時(shí)從第一顏色變化到第二顏色。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的許多方面、實(shí)施方式、目的和優(yōu)點(diǎn)會(huì)在考慮了下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明后變得明顯，其中相似的附圖標(biāo)記在全文中指代相似的部件，以及：

圖1a和1b示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性的食物容納裝置，該裝置包含化學(xué)傳感水凝膠，其被配置為響應(yīng)于生物胺的檢測(cè)而發(fā)生比色反應(yīng)；

圖2提供了根據(jù)本發(fā)明的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)組胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示；

圖3提供了根據(jù)本發(fā)明的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)腐胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示；

圖4提供了根據(jù)本發(fā)明的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)亞精胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示；

圖5提供了根據(jù)本發(fā)明的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)氨的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠隨著時(shí)間對(duì)分解的魚(yú)樣品的比色響應(yīng)的對(duì)比圖；

圖7提供了魚(yú)樣品中的生物胺水平隨著時(shí)間相對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠所產(chǎn)生的比色響應(yīng)的圖示；

圖8示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠檢測(cè)食物腐敗的示例性方法的流程圖；

圖9示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠檢測(cè)食物腐敗的另一示例性方法的流程圖；

圖10示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠檢測(cè)食物腐敗的另一示例性方法的流程圖。

發(fā)明詳述

參考附圖描述了不同的實(shí)施方式，其中類(lèi)似的附圖標(biāo)記在全文中用于指代類(lèi)似的元件。在以下描述中，出于解釋目的，給出了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)各種實(shí)施方式的深入理解。然而，很明顯，各種實(shí)施方式可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，以方框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和組件以便于描述各種實(shí)施方式。

以介紹的方式，本文描述的主題提供了低成本的、獨(dú)立的比色化學(xué)傳感水凝膠材料，其在暴露于生物胺的蒸汽時(shí)發(fā)生從綠色到橙色/紅色的顏色改變。該比色檢測(cè)是選擇性的、敏感的和不可逆的。傳感水凝膠和食物之間不需要接觸，這排除了食物被化學(xué)品污染的可能性。傳感水凝膠包括由氰基-橋而橋接的具有兩金屬中心的分子雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物。該雙金屬?gòu)?fù)合物擔(dān)當(dāng)化學(xué)傳感集合，其在與生物胺蒸汽接觸時(shí)，在氰基-橋處發(fā)生特異性斷裂。氰基-橋處的斷裂導(dǎo)致從深綠色到淺橙色的高對(duì)比度的顏色變化。

雙金屬?gòu)?fù)合物可以通過(guò)浸泡在水性有機(jī)溶劑中而并入到水凝膠中，并發(fā)展成明膠-海藻酸鹽混合水凝膠以生成化學(xué)傳感水凝膠材料。該化學(xué)傳感水凝膠在環(huán)境條件下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存(例如，至少30天)是穩(wěn)定的。因此，對(duì)于預(yù)先包裝的食品尤其是肉類(lèi)和魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品，本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠可以作為極好的低成本的食物質(zhì)量傳感器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了用于檢測(cè)生物胺的化學(xué)復(fù)合物，其具有結(jié)構(gòu)i所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)：

結(jié)構(gòu)i是示例性的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)化學(xué)復(fù)合物。包含結(jié)構(gòu)i的化學(xué)復(fù)合物的溶液被配置為當(dāng)暴露于生物胺時(shí)從第一顏色變化到第二顏色。例如，該溶液可以包括水溶液，該水溶液包含溶解于水或極性有機(jī)溶劑中的化學(xué)復(fù)合物。生物胺可以包括但不限于組胺、腐胺、亞精胺、氨或酪胺。

在另一實(shí)施方案中，提供了用于檢測(cè)生物胺的裝置，其包含水凝膠，所述水凝膠內(nèi)部設(shè)置有雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物。該水凝膠被配置為當(dāng)暴露于生物胺時(shí)從第一顏色變化到第二顏色。特別地，該水凝膠被配置為當(dāng)暴露于生物胺蒸汽時(shí)從第一顏色變化到第二顏色。因此，水凝膠不需要與生物胺的產(chǎn)品(例如，腐敗的肉類(lèi)或魚(yú)類(lèi)食品)產(chǎn)生物理接觸。在一個(gè)方面中，雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物具有上述結(jié)構(gòu)i所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

還在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了用于容納食物的包裝，其包含水凝膠，所述水凝膠內(nèi)部設(shè)置有雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物。該水凝膠被配置為當(dāng)暴露于食品所產(chǎn)生的生物胺時(shí)從第一顏色變化到第二顏色。例如，該水凝膠可以被配置為當(dāng)暴露于包含生物胺的蒸汽時(shí)從綠色變化到橙色或者紅色，該生物胺是當(dāng)食品的腐敗時(shí)由食品產(chǎn)生的(例如，其中食品包括肉類(lèi)或魚(yú)類(lèi))。在一個(gè)方面中，該水凝膠被配置為當(dāng)暴露于生物胺時(shí)，甚至在水分的存在下，從第一顏色變化到第二顏色。

根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在參考圖1a和1b，示出了示例性的食物容納裝置102，其包含化學(xué)傳感水凝膠106，該水凝膠被配置為響應(yīng)與暴露于生物胺而產(chǎn)生比色反應(yīng)。特別地，化學(xué)傳感水凝膠106被配置為當(dāng)暴露于一種或多種生物胺時(shí)改變顏色。已知食物(特別是肉類(lèi)和魚(yú)類(lèi))在腐敗時(shí)由于微生物介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解而產(chǎn)生一系列生物胺，例如組胺、尸胺、腐胺、亞精胺和酪胺。食品中存在過(guò)多的生物胺表明了食物分解，其導(dǎo)致質(zhì)量差和衛(wèi)生問(wèn)題，并可以最終導(dǎo)致食物中毒。因此，化學(xué)傳感水凝膠106可以用于檢測(cè)食物的腐敗。

例如，圖1a和1b的食物容納裝置內(nèi)部包含一塊生魚(yú)104。圖1a和1b中的化學(xué)傳感水凝膠106被描述成不同的顏色，以提供生魚(yú)104的腐敗/分解的量的可見(jiàn)指示。例如，圖1a中的化學(xué)傳感水凝膠106的第一顏色可以指示該魚(yú)沒(méi)有腐敗而圖1b中的化學(xué)傳感水凝膠106的第二顏色可以指示該魚(yú)腐敗了。

化學(xué)傳感水凝膠106在暴露于生物胺時(shí)提供比色反應(yīng)的能力是基于并入到水凝膠內(nèi)部的新型鐵(ii)-鐵(iii)雙金屬配合復(fù)合物。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，該鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物具有上述結(jié)構(gòu)i和/或化學(xué)式[feⁱⁱ(bpy)(cn)4]2–[feⁱⁱⁱ(h2o)6cl]2所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中bpy＝二吡啶?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)i具有通過(guò)氰基-橋而橋接的兩個(gè)金屬中心。當(dāng)包含具有化學(xué)結(jié)構(gòu)i(或類(lèi)似結(jié)構(gòu))的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的水溶液暴露于諸如組胺、尸胺、腐胺、亞精胺和酪胺的生物胺時(shí)，該鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物在氰基-橋處發(fā)生特異性斷裂。這導(dǎo)致了從深綠色到淺紅色/橙色的高對(duì)比度的顏色變化。在一些實(shí)施方式中，鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物也可以并入到氣態(tài)或固態(tài)溶液中。

當(dāng)生物胺是蒸汽形式時(shí)(以及當(dāng)生物胺是水性形式時(shí))，生物胺與鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物之間的反應(yīng)可以發(fā)生。因此，包含鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的溶液(例如，水溶液)在暴露于環(huán)境空氣中的生物胺時(shí)，可以產(chǎn)生裸眼可見(jiàn)的比色反應(yīng)結(jié)果。因此，包含鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的溶液非常適合于食物質(zhì)量和安全監(jiān)測(cè)，因?yàn)槭澄飿悠凡恍枰c化學(xué)傳感溶液進(jìn)行物理接觸。這消除了食品被化學(xué)品污染的任何可能性。

在各種實(shí)施方式中，鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物由k2[feⁱⁱ(bpy)(cn)4](其中bpy＝二吡啶)和無(wú)水fecl3合成。例如，可以由k2[feⁱⁱ(bpy)(cn)4]和無(wú)水fecl3在10％水性二甲基亞砜中在室溫下約60分鐘合成包含鐵(ii)-鐵(iii)的水溶液(收率：80％；ir(kbr)：νc≡n＝2057和2071cm^-1；esi-ms(+ve模式)：m/z1015.4{h⁺·[feⁱⁱ(bpy)(cn)4]2–[feⁱⁱⁱ(h2o)6cl]2})。

可以通過(guò)使用各種適當(dāng)?shù)募夹g(shù)將鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物并入到水凝膠形式中。水凝膠是高度多孔的三維基體，其是由親水組分(例如，與水和其他極性溶劑混溶的組分)組合而成的。這為所得的基體賦予了捕獲水和極性溶劑以及溶解在溶劑中的化學(xué)組分的能力。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，包含雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)化學(xué)傳感復(fù)合物分子的水溶液被并入到明膠-殼聚糖水凝膠基體中。在水凝膠基體內(nèi)部，雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)化學(xué)復(fù)合物以溶解的狀態(tài)存在。因此，水凝膠基體為鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的鍵斷裂和相應(yīng)的在暴露于生物胺時(shí)的比色反應(yīng)提供環(huán)境。

在一個(gè)實(shí)施方式中，為了生產(chǎn)化學(xué)傳感水凝膠106，將包含鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的水溶液用明膠-海藻酸鹽混合水凝膠浸泡一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間(例如，約1小時(shí)至約10小時(shí))，以允許期望量的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物并入到水凝膠中。在一個(gè)方面中，明膠-海藻酸混合水凝膠從1％海藻酸鈉和10％明膠的水性混合物在0.2m氯化鈣的存在下獲得。然而，也可以使用其他適合的明膠或海藻酸鹽水凝膠混合物。

例如，將由1％海藻酸鈉、10％明膠和0.2m氯化鈣組成的明膠-海藻酸鹽水凝膠浸泡在鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的0.1mmdmso溶液中過(guò)夜，使鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物并入到水凝膠中。所得化學(xué)傳感水凝膠是深綠色的，并且可以在環(huán)境條件下不用任何溶劑在密封的容器內(nèi)儲(chǔ)存至少一個(gè)月，而沒(méi)有可觀察到的變化或化學(xué)傳感性質(zhì)的退化。當(dāng)水凝膠暴露于一種或多種生物胺的蒸汽時(shí)，水凝膠的顏色會(huì)從深綠色變化到紅色/橙色。

例如，為了確定通過(guò)上文所述的機(jī)制獲得的1.0mm厚的化學(xué)傳感水凝膠(例如，化學(xué)傳感水凝膠106)對(duì)生物胺的感應(yīng)能力，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：在室溫下(例如21-25℃)將化學(xué)傳感水凝膠與一條從濕貨市場(chǎng)獲得的新鮮整魚(yú)在塑料袋中密封10小時(shí)?；瘜W(xué)傳感水凝膠最初是深綠色。在室溫下經(jīng)過(guò)10個(gè)小時(shí)后，化學(xué)傳感水凝膠為深紅色/橙色?；瘜W(xué)傳感水凝膠的這種顏色變化歸因于由于微生物介導(dǎo)的魚(yú)蛋白質(zhì)分解而從隨著時(shí)間從魚(yú)產(chǎn)生的生物胺。

還使用小片的水凝膠(例如，尺寸為1.0cm×1.0cm，厚度為1.0mm)進(jìn)行了化學(xué)傳感水凝膠的比色響應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。記錄了保存在室溫下(例如，大約21-25℃)以及保存在冰浴上的魚(yú)肉和豬肉引發(fā)的顏色變化的延時(shí)視頻剪輯。視頻剪輯顯示，本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠(通過(guò)上文所述的方法制備得到)從最初的綠色到紅色/橙色的顏色變化需要少于24小時(shí)。當(dāng)魚(yú)肉或豬肉于低溫下儲(chǔ)存在冰浴上時(shí)，化學(xué)傳感水凝膠不改變其顏色。這表明，化學(xué)傳感水凝膠的顏色變化是由肉的腐敗引起的。另外，該實(shí)驗(yàn)還表明，化學(xué)傳感水凝膠的起作用不受食品中水分的干擾。這是相當(dāng)重要的，因?yàn)槲墨I(xiàn)中的很多胺類(lèi)分析物的化學(xué)傳感劑在現(xiàn)實(shí)生活中的工作條件下會(huì)有被水蒸氣干擾的共同問(wèn)題。

隨著生物胺濃度水平的增加，化學(xué)傳感水凝膠106的顏色逐漸從起初的綠色變到紅色/橙色。因此，化學(xué)傳感水凝膠在任一時(shí)間時(shí)間點(diǎn)的特定顏色可以與食品(例如，生魚(yú)104)中含有的生物胺的量直接相關(guān)。因此，化學(xué)傳感水凝膠106可以被配置(例如，基于水凝膠中鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物以及水凝膠中的其他添加劑的濃度)為基于暴露至化學(xué)傳感水凝膠106的食品中含有的生物胺的不同量而顯示特定的顏色特性。

還可以基于與用水凝膠來(lái)監(jiān)測(cè)的腐敗食品相關(guān)的生物胺蒸汽產(chǎn)物的量來(lái)調(diào)整包含在化學(xué)傳感水凝膠106中的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的濃度。例如，針對(duì)肉和魚(yú)中的組胺的codex國(guó)際食物安全標(biāo)準(zhǔn)是100ppm(最大平均水平)。根據(jù)該實(shí)例，化學(xué)傳感水凝膠106可以裝載有預(yù)定量的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物，從而在暴露于大于100ppm的組胺時(shí)，化學(xué)傳感水凝膠106具有明顯的和預(yù)定的顏色性質(zhì)。包含在水凝膠中的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的含量越大，與水凝膠反應(yīng)以產(chǎn)生特定比色反應(yīng)所需的生物胺濃度就越大。在一方面，化學(xué)傳感水凝膠106包含0.25mm濃度的鐵(ii)-鐵(iii)。在另一方面，化學(xué)傳感水凝膠106包含0.50mm濃度的鐵(ii)-鐵(iii)。在還另一方面，化學(xué)傳感水凝膠106包含1.00mm濃度的鐵(ii)-鐵(iii)。

化學(xué)傳感水凝膠106的尺寸、形狀和厚度可以變化。在一方面，化學(xué)傳感水凝膠106的厚度為約0.5mm至約5.0mm。在另一方面，化學(xué)傳感水凝膠106的厚度為約1.0mm.

應(yīng)當(dāng)理解，本文公開(kāi)的用于檢測(cè)生物胺的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物不限于并入到具有上述特性的水凝膠中。例如，其他不同的水性(和潛在的氣態(tài)和固態(tài))溶液、基體、混合物、分散體等可以與本發(fā)明的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物一起形成，以便于檢測(cè)生物胺。

在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖1a和1b所例示的，本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠106可以與食物容納裝置102結(jié)合在一起。例如，化學(xué)傳感水凝膠106可以與不同類(lèi)型的用于包裝魚(yú)類(lèi)和肉類(lèi)的容器結(jié)合。容器的尺寸、形狀、幾何結(jié)構(gòu)和材質(zhì)可以變化。例如，如圖1a和圖1b所示，容器可以包含帶有透明蓋子的大體上呈長(zhǎng)方形的塑料盤(pán)。在另一個(gè)實(shí)施例中，容器可以包含柔性塑料袋，其被配置為密封包含在其內(nèi)部的食品。

化學(xué)傳感水凝膠在食物容納裝置102上或內(nèi)部的位置也可以變化。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，化學(xué)傳感水凝膠106在密封時(shí)位于容器內(nèi)部，并且其在容器內(nèi)部的位置使得其不會(huì)與內(nèi)部包含的或?qū)⒁氖称樊a(chǎn)生物理上的接觸。例如，如圖1a和1b所示，化學(xué)傳感水凝膠106能夠位于食物容納裝置102的透明蓋子的下側(cè)，使得化學(xué)傳感水凝膠的顏色可以通過(guò)透明蓋子被看到，并且化學(xué)傳感水凝膠106不與食品觸碰。在另一實(shí)例中，食物容納裝置102可以包含狹槽或其中可以插入化學(xué)傳感水凝膠的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠被配置為使化學(xué)傳感水凝膠保持物理上與食品分離，同時(shí)還允許食品所產(chǎn)生的蒸汽與化學(xué)傳感水凝膠接觸(例如，通過(guò)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)狹縫或孔)。

在一些實(shí)施方式中，食物容納裝置102還可以在食物容納裝置的外部區(qū)域包含顏色指示條(未顯示)。該顏色指示條能夠?yàn)橄M(fèi)者提供將化學(xué)傳感水凝膠106的不同的可能出現(xiàn)的顏色與食物腐敗的程度相關(guān)聯(lián)的圖表。例如，顏色指示條可以位于容器外部區(qū)域的化學(xué)傳感水凝膠106附近的位置，并包含有深綠色、淺綠色、淺紅色和深紅色。當(dāng)相應(yīng)顏色顯示時(shí)，這些相應(yīng)顏色中的每一種能夠與以下相關(guān)聯(lián)：識(shí)別由顏色所顯示的食物腐敗的量/生物胺水平的指示以及與食品消耗相關(guān)聯(lián)的安全水平的指示。

圖2-5示出了本發(fā)明的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)不同生物胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示。圖2示出了雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)組胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示201和202。圖3示出了雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)腐胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示301和302。圖4示出了雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)亞精胺的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示401和402。圖5示出了雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物對(duì)氨的紫外-可見(jiàn)分光光度響應(yīng)的圖示501和502。

根據(jù)圖2-5，包含本發(fā)明的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物(例如，具有結(jié)構(gòu)i)的水溶液由k2[feⁱⁱ(bpy)(cn)4](其中bpy＝二吡啶)和無(wú)水fecl3在10％水性dmso中在室溫條件下大約60分鐘合成(收率：80％；ir(kbr)：νc≡n＝2057和2071cm^-1；esi-ms(+ve模式)：m/z1015.4{h⁺·[feⁱⁱ(bpy)(cn)4]2–[feⁱⁱⁱ(h2o)6cl]2})。然后使用該水溶液以9:1比例的水/dmso混合物中的組胺、腐胺、亞精胺(0至1.67×10^-3m)以及氨(0至1.38×10^-5m)進(jìn)行鐵(ii)-鐵(iii)的溶液(1.67×10^-4m)的紫外-可見(jiàn)分光光度滴定。在受體和底物之間達(dá)到平衡之后，在745nm處測(cè)量所得混合物的觀察到的吸光度。光譜響應(yīng)用benesi-hildebrand1:2受體-底物相互作用模型來(lái)擬合：

其中，a0和a分別是發(fā)色試劑在底物不存在和存在的情況下的吸收率，且ε0和ε分別是發(fā)色試劑在底物不存在和存在的情況下的相應(yīng)的摩爾消光系數(shù)。形成常數(shù)(k整體)是由y-截距和通過(guò)將a0/(a-a0)相對(duì)于1/[底物]²作圖得到的直線(xiàn)的斜率之間的比率來(lái)估算的。最佳擬合的圖表顯示了組胺、腐胺、亞精胺和氨的logk整體分別為3.11±0.04、3.14±0.02、3.63±0.02和3.00±0.06。

圖6和7示出了另一個(gè)評(píng)估本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠對(duì)與魚(yú)樣品分解相關(guān)的生物胺的化學(xué)傳感能力的實(shí)驗(yàn)的比色結(jié)果。圖6示出了化學(xué)傳感水凝膠隨著時(shí)間對(duì)分解的魚(yú)樣品比色反應(yīng)的對(duì)比圖600，且圖7提供了魚(yú)樣品中的生物胺水平隨著時(shí)間相對(duì)于化學(xué)傳感水凝膠所產(chǎn)生的比色響應(yīng)的圖示700。

根據(jù)圖6和圖7所示的結(jié)果，將一系列具有不同負(fù)載濃度(例如，分別為0.25mm、0.5mm和1.0mm)的本發(fā)明的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的化學(xué)傳感水凝膠(例如，明膠-海藻酸鹽)與均質(zhì)化的魚(yú)肉(每個(gè)樣品為35.0g金線(xiàn)魚(yú))一起在30℃培育。在固定的時(shí)間間隔0、1.7、3.3、5.0、6.7、8.3、11.7、15.0、16.3、16.8和22.0小時(shí)，通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜法(gc-ms)測(cè)定魚(yú)肉中各種生物胺(組胺、尸胺、腐胺和酪胺)的濃度，并通過(guò)數(shù)字?jǐn)z影記錄水凝膠的顏色。

在魚(yú)肉腐敗開(kāi)始釋放組胺、尸胺和腐胺之前觀察到約4-5小時(shí)的誘導(dǎo)期。另一方面，對(duì)于酪胺釋放，不存在誘導(dǎo)期，但是其在約4-5個(gè)小時(shí)后開(kāi)始呈平穩(wěn)狀態(tài)。

圖7中的圖示700畫(huà)出了各生物胺組胺、尸胺、腐胺和酪胺在22小時(shí)的期間內(nèi)在各時(shí)間間隔的總釋放量。在22小時(shí)的期間內(nèi)它們的整體釋放速率基本上呈直線(xiàn)型(如線(xiàn)702所示)。由圖6和圖7可見(jiàn)，化學(xué)傳感水凝膠的顏色變化更微妙。對(duì)于最低負(fù)載的水凝膠(0.25mm的鐵(ii)-鐵(iii))，顯著的顏色變化出現(xiàn)約12個(gè)小時(shí)，此時(shí)魚(yú)肉中的生物胺整體水平積累到稍高于200ppm。對(duì)于較高負(fù)載的水凝膠(從0.5到1.0mm的鐵(ii)-鐵(iii))，顏色變化出現(xiàn)在較晚的約16小時(shí)到17小時(shí)，此時(shí)肉中的生物胺水平分別積累到約300到320ppm。

基于本文所述的示例性的化學(xué)復(fù)合物、水凝膠和裝置，可以參考圖8-10的流程圖進(jìn)一步理解可以根據(jù)所公開(kāi)的主題而實(shí)施的示例性方法。為了解釋的簡(jiǎn)單性，本文公開(kāi)的示例性方法被顯示或描述為一系列操作；然而應(yīng)當(dāng)理解，公開(kāi)的主題不受操作順序的限制，因?yàn)橐恍┎僮骺梢砸耘c本文所示和所述不同的順序進(jìn)行和/或與其他操作同時(shí)進(jìn)行。例如，本文公開(kāi)的方法可以擇一地顯示為一系列的相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或事件，例如在狀態(tài)圖表中。而且，當(dāng)不同的實(shí)體執(zhí)行方法的不同部分時(shí)，交互作用圖表可以代表根據(jù)本發(fā)明的方法。此外在實(shí)施根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的方法時(shí)，可能不是所有列出的操作都是必需的。

圖8示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠檢測(cè)食物腐敗的示例性的方法800的流程圖。在802，通過(guò)使k2[feⁱⁱ(二吡啶)(cn)4]與無(wú)水fecl3在10％水性dmso中反應(yīng)來(lái)合成鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物。得到的鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物具有化學(xué)式[feⁱⁱ(二吡啶)(cn)4]2–[feⁱⁱⁱ(h2o)6cl]2。在804，通過(guò)用鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物負(fù)載明膠-海藻酸鹽混合水凝膠以形成化學(xué)傳感水凝膠。例如，可以將水凝膠浸泡在含有鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的溶液中約8小時(shí)。在806，使用化學(xué)傳感水凝膠來(lái)檢測(cè)含有肉類(lèi)或魚(yú)類(lèi)的食物的腐敗。

圖9示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠檢測(cè)食物腐敗的另一示例性方法的流程圖。在902，將包含肉類(lèi)或魚(yú)類(lèi)的食品儲(chǔ)存在帶有包含鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的化學(xué)傳感水凝膠的密封容器里。在一方面，鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物具有化學(xué)式[feⁱⁱ(二吡啶)(cn)4]2–[feⁱⁱⁱ(h2o)6cl]2。在904，基于化學(xué)傳感水凝膠的顏色來(lái)確定食品是否可以安全食用。例如，紅色/橙色可以表明食品腐敗了，因此不可以安全食用，而綠色可以表明食品沒(méi)有腐敗并可以安全食用。

圖10示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)傳感水凝膠檢測(cè)食物腐敗的另一示例性方法1000的流程圖。在1002，將包含肉類(lèi)或魚(yú)類(lèi)的食品儲(chǔ)存在帶有包含鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物的化學(xué)傳感水凝膠的密封容器里。在一方面，鐵(ii)-鐵(iii)復(fù)合物具有化學(xué)式[feⁱⁱ(二吡啶)(cn)4]2–[feⁱⁱⁱ(h2o)6cl]2。在1004，基于化學(xué)傳感水凝膠的顏色來(lái)確定食品中存在的生物胺的水平。例如，紅色/橙色可以表明食品具有超過(guò)n含量(例如，100ppm)的生物胺，其中n是預(yù)定的值。

以上所描述的包括用于檢測(cè)生物胺的雙金屬鐵(ii)-鐵(iii)化學(xué)復(fù)合物、包含該復(fù)合物的水凝膠、包含該水凝膠的用于容納食物的裝置以及通過(guò)水凝膠檢測(cè)食物腐敗的方法的各種示例性實(shí)施方式。當(dāng)然，為描述請(qǐng)求保護(hù)的主題，對(duì)組分或方法論的每一個(gè)能想到的組合都予以描述是不可能的，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的很多進(jìn)一步組合和排列是可能的。因此，請(qǐng)求保護(hù)的主題意在包含落于所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)的所有此類(lèi)變化、修飾和變種。而且，上文對(duì)本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容中解說(shuō)的實(shí)施方式的描述，包括摘要中所描述的內(nèi)容，并不意味著是窮盡性的，或者是將公開(kāi)的實(shí)施方式限制為所公開(kāi)的精確形式。盡管本公開(kāi)中出于說(shuō)明的目的描述了具體的實(shí)施方式和實(shí)施例，但相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，可以對(duì)其進(jìn)行各種修飾，而這些修飾被認(rèn)為是落在此類(lèi)實(shí)施方式和實(shí)施例的范圍內(nèi)。

因此，對(duì)于給定特征的任何數(shù)字或數(shù)值范圍，一個(gè)范圍的數(shù)字或參數(shù)可以與相同特征的不同范圍的另一數(shù)字或參數(shù)結(jié)合在一起以產(chǎn)生數(shù)值范圍。除了操作實(shí)施例中，或者另外指明，說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的所有涉及成份的量、反應(yīng)條件等的數(shù)字、數(shù)值和/或表述應(yīng)理解為在所有情況下均可以用術(shù)語(yǔ)“約”來(lái)修飾。

盡管已經(jīng)闡明和描述了目前被認(rèn)為是示例性的特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，在不偏離所請(qǐng)求保護(hù)的主題的情況下，可以進(jìn)行其他各種修飾并可以替代同等物。另外，在不偏離本文所述核心概念的情況下，可以進(jìn)行很多修飾，以根據(jù)所請(qǐng)求保護(hù)的主題的教導(dǎo)來(lái)調(diào)節(jié)特殊的情況。因此，不試圖將請(qǐng)求保護(hù)的主題限于公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是該請(qǐng)求保護(hù)的主題也可以包括落在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有方面，以及其等同物。

另外，雖然僅針對(duì)若干實(shí)施方式中的一個(gè)公開(kāi)了本發(fā)明的特定特征，但是對(duì)于任何給定的或特定的應(yīng)用，在期望且有利時(shí)，該特征可以和其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征組合到一起。而且，就發(fā)明詳述或權(quán)利要求書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)“包含/包括”、“具有”、“含有”和其變體，及其他類(lèi)似的詞語(yǔ)而言，這些術(shù)語(yǔ)意在以與作為開(kāi)放式的過(guò)渡詞語(yǔ)的術(shù)語(yǔ)“包含”類(lèi)似的方式表示包容性的，而不排除任何附加的或其他的元素。

而且，本公開(kāi)中使用的詞語(yǔ)“實(shí)例”或“示例性的”意味著作為實(shí)施例、實(shí)例或說(shuō)明。正如優(yōu)選于或有優(yōu)勢(shì)于其他方面或設(shè)計(jì)，本公開(kāi)中描述為“示例性的”任何方面或設(shè)計(jì)不一定被理解為優(yōu)選的或者比其他方面或設(shè)計(jì)更有利。相反，使用詞語(yǔ)“實(shí)例”或“示例性的”意在以具體的方式提出概念。本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)“或”意指包含性的“或”，而不是排除性的“或”。也就是說(shuō)，除非另外指明，或從上下文中清楚得知，則“x使用a或b”意指任何自然的包含性排列。也就是說(shuō)，如果x使用a；x使用b；或x使用a和b，則在任意上述情況下均滿(mǎn)足“x使用a或b”。另外，除非另外指明，或從上下文中清楚地指單數(shù)形式，則本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的“一”和“一個(gè)”通常應(yīng)當(dāng)解釋為“一個(gè)或多個(gè)”。