传统的pH传感器依赖单一信号输出，常受激发强度波动、环境背景噪声及主观视觉判断等外部干扰影响。为克服这一局限，本研究采用柠檬酸、邻苯二胺和中性红通过一步水热法合成了荧光-比色双响应碳点（CDs），可作为稳定的功能材料，用于食品新鲜度的无损快速检测。随着pH值升高，碳点在可见光下表现出从黄到红的明显颜色变化，并伴随荧光增强，其荧光强度在1–100 μmol/L范围内与氨浓度呈线性相关关系（R² > 0.99）。集成碳点后的滤纸基指示标签仍能保持优异的pH响应性能，在接触氨蒸气时可产生清晰的可见光和荧光颜色变化。在4°C虾类储藏过程中，标签在日光下的颜色变化与总挥发性碱性氮（TVB-N）含量呈线性相关（R² = 0.99），实现了定量评估。储藏第3天，虾的TVB-N含量超过30 mg/100 g，总活菌数（TVC）达到6.34 log₁₀ CFU/g，指示标签同步变为红色（ΔE=7.29），表明虾已开始腐败。该传感系统实现了pH变化的实时、便捷且无损可视化，为监测虾类新鲜度提供了可靠的方法。本研究为基于碳点的智能包装系统在食品质量监控中的设计提供了坚实的理论基础和技术框架。
研究亮点
►碳点对pH值表现出双重光学响应，可实现智能包装中氨气的可视化和荧光检测。
►集成碳点的滤纸基指示标签在不同储藏条件下的稳定性和可逆性能保持10天以上。
►标签实现了对虾类新鲜度的实时监测，与关键腐败指标具有高度相关性。
研究结论
►通过一步水热法，将中性红引入柠檬酸/对苯二胺前驱体体系，成功构建了具有荧光-比色双响应特性的碳点（CDs）。中性红的引入在提升CDs的胶体稳定性以及pH依赖性光学性能方面发挥了关键作用。所得碳点在pH 5-10范围内呈现出从黄到红的明显可见光颜色转变，并伴随荧光强度的同步增强，实现了内置交叉验的双模式信号输出。
►集成碳点的滤纸基指示标签兼具较高的灵敏度、良好的可逆性和优异的稳定性，适用于食品新鲜度监测的智能包装系统。
►指示标签可在非接触条件下实时反映虾类腐败进程，其颜色变化与TVB-N、TVC等标准指标高度相关，具备定量评估潜力。
原文链接http://doi.org/10.1016/j.fpsl.2026.101806
