محققان دریافتند

حسگر‌های گرافینی بر تازگی غذا‌ها نظارت می‌کنند

محققان با کمک گرافین حسگر زیستی‌ای طراحی کرده‌اند که به ماده هیستامین حساس است؛ یعنی می‌تواند گوشت و ماهی فاسد را تشخیص دهد.

کد خبر: ۸۵۹۳۸۱

يکشنبه - ۱۵ تير ۱۳۹۹ / July 05, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه آیووا در آمریکا حسگری را با کمک چاپگر‌های جت آئروسل با وضوح بالا روی یک فیلم پلیمری انعطاف‌پذیر طراحی کردند که به هیستامین، ماده نشانگر فساد ماهی و گوشت، حساس است و می‌تواند این ماده را تا ۴۱/۳ قسمت در میلیون تشخیص دهد. این در حالی است که سازمان غذا و داروی ایالات متحده، دستورالعمل هیستامین ۵۰ قسمت در میلیون را برای ماهی تعیین کرده است و در نتیجه این حسگر جدید حساسیت کافی برای تشخیص تازگی و ایمنی مواد غذایی را دارد.

محققان این حسگر را مبتنی بر گرافین ساخته‌اند؛ ابرماده‌ای که یک لانه زنبوری کربن با ضخامت یک اتم است و به دلیل استحکام، خاصیت هدایت الکتریکی، انعطاف‌پذیری و سازگاری با محیط زیست بسیار ارزشمند است. به کار بردن گرافین روی حسگر یک بار مصرف ایمنی مواد غذایی، با کمک فناوری‌ای با نام فناوری چاپ هوا-جت امکان‌پذیر است که روشی بسیار ارزان قیمت است و به اندازه کافی دقیق است تا الکترود‌های بسیار حساسی را برای حسگر‌های الکتروشیمیایی برای تشخیص مولکول‌های کوچک مانند هیستامین بسازد.

محققان شرح می‌دهند که الکترود‌های گرافینی توسط چاپ هوا-جت روی یک پلیمر منعطف چاپ شد و سپس با اتصال آنتی‌بادی‌های هیستامین به گرافین، به حسگر‌های هیستامین تبدیل شد. آنتی‌بادی‌ها به طور خاص مولکول‌های هیستامین را به هم متصل می‌کنند. هیستامین انتقال الکترون را مسدود می‌کند و مقاومت الکتریکی را افزایش می‌دهد و این تغییر مقاومت توسط سنسور اندازه‌گیری و ثبت می‌شود.

به گفته آن‌ها، این سنسور هیستامین فقط مخصوص ارزیابی گوشت و ماهی نیست. از آنجا که باکتری‌ها در مواد غذایی هیستامین تولید می‌کنند، این حسگر می‌تواند شاخص خوبی برای ماندگاری مواد غذایی باشد.

محققان می‌گویند که می‌توان این حسگر را ارتقا داد و با بهبود عملکرد چاپ هوا-جت، می‌توان به طیف متنوعی از کاربرد‌های سنجشی از جمله تشخیص سموم محیطی، تشخیص پاتوژن ناشی از مواد غذایی دست یافت و حتی از آن در ساخت ابزار پوشیدنی ناظر بر سلامتی افراد و تشخیص سلامتی استفاده کرد.

آن‌ها همچنین ادعا می‌کنند که با جابه‌جایی آنتی‌بادی‌های متصل به سنسور‌های چاپ شده، می‌توانند باکتری سالمونلا یا سرطان‌ها یا بیماری‌های حیوانی مانند آنفلوانزای مرغی را نیز تشخیص دهند.