一种具有多模式光响应的智能味觉传感器

人对溶解在唾液中的食物分子和离子产生的感觉称为味觉。人类的味觉系统能够识别五种基本味道：酸味、甜味、苦味、咸味和鲜味。在品尝食物时，味蕾细胞中的感受器会对味觉刺激做出特异性响应，不同的响应信号传递到大脑的味觉皮层后，大脑会根据响应模式对该味觉刺激做出判断。过去几十年来，人们一直致力于设计基于电响应信号的仿生传感器阵列，而光学传感器因其简单、快速、实时监测和便携等优点在味觉传感领域具有广阔的研究前景。

为了模仿人类味觉的感知过程，实现多种不同味觉的化合物的区分，同济大学化学科学与工程学院闫冰教授团队近期通过将荧光和磷光信号结合，开发了一种具有多模式光响应的智能味觉传感器，可以有效识别出鲜味、酸味和苦味，相关研究成果“Smart Multiple Photoresponsive Tongue for Sensing Umami, Sour and Bitter Tastes Based on Tb3+ Functionalized Hydrogen-Bonded Organic Frameworks”在线发表于国际知名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。

研究人员将Tb³⁺离子和有机磷光粉（均苯三酸，TMA）原位组装到由三聚氰胺和三聚氰酸构建的MCA氢键有机框架中制备成Tb@MCATMA （Tb@1）。Tb@1基于荧光和磷光双输出信号，能有效区分鲜味（5'-肌苷酸二钠和5'-鸟苷酸二钠）、酸味（草酸和柠檬酸）以及苦味（5-羟甲基糠醛和2-糠醛）化合物，同时将六种化合物成功划分为三类TYPE A, TYPE B 和TYPE C，这三种类别与鲜味、酸味和苦味相对应。

此外，通过调制激发波长，Tb@1传感器能对每种风味化合物产生独特的“指纹信息”，无需复杂的数据处理就能识别每种分析物。经过探索，该课题组发现同类分析物的相同响应模式归因于同样的传感机制。研究工作通过引入荧光和磷光双输出信号，克服了传感器阵列中每个探针专一性响应的限制，并通过开发智能多重光响应舌，进一步实现了对鲜味、酸味和苦味的感知。

闫冰教授为论文独立通讯作者，博士研究生张孜硕为论文第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金项目的支持。

审核编辑：刘清