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傳感器技術在智能包裝系統中的重要性
傳感器被認為是發展和改善未來智能包裝系統最有潛力的技術。傳感器是一種用于檢測，定位或量化能量或物質的設備，并將檢測或測量到的物理或化學信號在該設備上響應。傳感器可以提供連續的信號輸出。大多數傳感器包含兩個主要功能部件，一個接受器和一個變換器。大多數能夠將智能設備整合到包裝中的先進傳感器技術都可以歸屬為兩大類：生物傳感器和氣體傳感器。傳感器的工作原理和元件組成。
1.氣體傳感器
氣體傳感器是通過改變傳感器的物理參數對氣態分析物的存在做出可逆和定量響應的設備，并由外部設備監控。氣體傳感器可用于檢測氧氣、二氧化碳、硫化氫、水蒸氣、二氧化硫、乙烯、揮發胺等多種氣體。已建立的氣體檢測系統包括金屬氧化物半導體場效應晶體管、壓電晶體傳感器、氧氣傳感器、有機導電聚合物和電位二氧化碳傳感器。然而，這些系統表現出各種局限性，如對二氧化碳和硫化氫的交叉敏感性，傳感器膜的污染，分析物（如氧氣）的消耗，并且這些系統在大多數情況下涉及包裝的破壞性分析。最近的發展特別關注于新的O2和CO2傳感器，旨在克服這些缺點。
Borchert等報道了一種基于F?rster共振能量轉移原理的光化學聚合物固態CO2傳感器，該傳感器包含一種磷光染料PtTFPP和一種比色pH指示劑a-萘酞，以及一種相轉移劑四辛基或十六烷基三甲基氫氧化銨。在食物和改良的氣氛環境中，該傳感器在4℃下對二氧化碳保持了21天的敏感性，這對許多包裝產品來說已經足夠。Müller等合成了新的Pt（II）和Pd（II）-苯并卟啉指示劑染料，并以該指示劑為交聯劑制備得到一種新的近紅外發射的硅橡膠基光化學氧氣傳感器，并將其應用于綠色和棕色葡萄酒瓶以檢測O2泄漏。其原理是氧氣與激發的指示劑分子碰撞導致發光強度和壽命降低，從而改變傳感信號。
2.生物傳感器
生物傳感器能夠檢測特定的生物分析物，并將它們的存在或濃度轉換成一些電、熱、光或其他易于分析的信號。生物傳感器含有連接到數據采集和處理系統的生物識別元件（如抗體、酶、凝集素、受體和微生物細胞）和信號轉換元件（如光電、聲學和電化學）。因此，來自生物元件的信號被轉換成電信號。轉換器可以是電化學的（電流、電位或電導/阻抗）、光學的、壓電的或量熱的。生物傳感器已被應用于各種領域，如食品加工工業、環境診斷、醫療保健（臨床和實驗室使用）、安全和國防以及生物技術。生物傳感器可應用于食品包裝行業的病原體檢測和安全系統。
Stepurska等制備了一種pH敏感場效應晶體管的新型酶電位生物傳感器，并將其用于實際樣品中黃曲霉毒素B1的分析。其工作原理是基于沉積在轉換器表面的乙酰膽堿酯酶膜中發生的酶促反應。在酶促反應過程中，乙酰膽堿酯酶將乙酰膽堿分解為膽堿和乙酸。乙酸解離，從而增加工作膜中質子的局部濃度，導致靠近傳感器表面的溶液pH值發生變化，該變化由電位傳感器記錄。黃曲霉毒素會抑制乙酰膽堿酯酶的生物活性，導致酶促反應中形成的離子數量減少，生物傳感器響應降低，從而確定溶液中黃曲霉毒素B1的抑制水平和濃度。Silva等基于氨基甲酸酯和有機磷農藥對乙酰膽堿酯酶活性的抑制，采用還原氧化石墨烯固定乙酰膽堿酯酶制備了一種電化學生物傳感器，并將其用于番茄樣品中殘留殺蟲劑西維因的檢測。
