食品安全问题已成为继人口、资源和环境后的第四个“热点”话题。及时测定和分析食品中的致病物质是遏制食物中毒的有效途径之一。传统的检测方法需要复杂的样品前处理且成本较高,很难实现食品安全的现场即时检测（Point-of-care testing,POCT）,因此建立简单高效、低成本、可便携的检测方法将有望成为保障人类健康饮食的关键。微针（Microneedles,MNs）通常作为一种无痛的皮下药物输送工具和微创生物传感器而被广泛研究,其中空心微针（Hollow microneedles,HMNs）能够无痛穿透人体皮肤,以及借助毛细作用抽取生物流体这一特性,为食品安全检测提供了新的研究思路。但是直接用于MNs一步式的比色检测方法尚未成熟,需要与便携式的检测技术相集成,构建新型的实时检测和监测机制。采用3D打印技术和模塑法制作玻璃化丝素蛋白空心微针阵列（Silk fibroin hollow microneedle arrays,SF-HMNs）贴片,与图案化纸芯片相集成,构建了一种概念性双层微针纸芯片传感器,用于食品新鲜度的比色检测。该传感器的MNs层可直接刺入变质食物中,利用丝素蛋白（Silk fibroin,SF）的多孔吸附特性和MNs的中空结构,通过毛细力将食物中的被检测物质进行提取和富集,直接传输至纸基传感层进行比色检测。该方法不仅简化了食品安全检测的繁琐步骤,也为净化食品市场源头提供了新方法。具体研究内容及结果如下:1.玻璃化SF-HMNs的制备及表征。分别采用熔融沉积成型技术（Fused deposition modeling,FDM）和液晶显示（Liquid crystal Display,LCD）两种 3D 打印技术打印 MNs模具,并通过模塑法成功制备了具有良好机械强度和不溶性的玻璃化SF-HMNs贴片。通过对SF浓度的提取条件探究,进行改性前后SF-HMNs的结构表征和力学测试,研究其多孔性和机械强度,发现LCD-3D打印的MNs模具表面光滑,当干丝蛋白与LiBr的盐溶比例1:3,浓缩时间12h时,易于玻璃化SF-HMNs的成型与剥离;当SF-HMNs直径为0.99mm,高度为1.5 mm,水退火改性时间为8 h时,所制备的玻璃化SF-HMNs具有完整均一的结构和优异的机械性能,能够满足多种食物的穿刺检测。2.微针纸芯片传感器设计及构建。选用四种市面上吸水性和显色度较好的纸张为该传感器的纸基传感层,通过对疏水化处理纸张的接触角、色彩强度和色彩均匀性测试,最终选择接触角为120.6°,相对色彩强度为0.31和色彩均一稳定的宣纸作为图案化纸基传感层,并与玻璃化SF-HMNs组装成微针纸芯片的概念性传感器;研究了传感器的传输效果与传输速率,结果表明该传感器能够在9 min内实现对固体凝胶中的液体快速汲取与传输。3.微针纸芯片传感器用于食品中组胺的比色检测。以经典合成方法制备了铜纳米簇（Coppernanoclusters,Cu NCs）作为检测组胺的荧光探针,并将其加载在微针纸芯片的亲水图案化区域内,对食物中组胺含量进行比色半定量检测,以此验证这一概念性微针纸芯片传感器的实用性。通过相机捕获显色区域并进行色度分析,在0～20 μmoL·L-1和浓度20～60 μmoL·L-1范围内构建了红色通道值与组胺浓度之间的定量分析标准曲线,相关系数分别为0.9827和0.9901,且肉眼检测的最低限为2μmoL·L-1。通过对新鲜猪肉和鲜虾储存过程中产生的组胺持续性监测,并与组胺检测标准比色卡颜色对比,可以实现实际样品中组胺的半定量可视化检测。该研究为食品新鲜度评估提供了一种新的思路。