最近,美國克拉克森大學的科學家開發出一種低成本、便攜式的紙基傳感器,它不僅能夠檢測食品是否腐敗變質或者受到污染,也可以檢測化妝品內是否含有有害物質,還可以鑒別偏遠山林里的新型藥用植物,甚至可以鑒定茶和酒。
前些天,筆者在《飲用水鉛超標危害人體!新型傳感器可有效監測》一文中與大家介紹了有關飲用水安全的問題,以及新型傳感器如何有效監測飲用水中的鉛含量。然而,不僅僅是飲用水安全,近些年來食品安全也越來越受到社會的廣泛重視。
然而對于食品的檢驗,一般來說還是需要專業人員,以及借助于專門的實驗器材。這樣不僅不方便,而且成本還很高。因此,科學家們正努力研究低成本、便攜式的傳感器,用于檢測食品是否發生腐敗變質或者受到污染。
創新
最近,美國克拉克森大學博士 Silvana Andreescu 和她的同事們開發出一種低成本、便攜式的紙基傳感器,它不僅能夠檢測食品,也可以檢測化妝品是否具有有害物質,還可以鑒別偏遠山林里的新型藥用植物,甚至可以鑒定茶和酒。這種傳感器除了用途廣泛,更重要的是,用戶還可以很容易地讀取檢測結果。
技術
Andreescu 稱,她的傳感器與其他傳感器的不同之處在于:他們使用了特殊的納米結構,捕獲并且綁定到他們要尋找的化合物。她說:
“很多人都在研究類似的傳感器,那些傳感器會將溶液引導到管道上。而我們使用穩定的無機粒子,它們具有氧化還原活性。當它們和我們想要檢測的物質相互作用時,他們的顏色會發生改變,而且強度的變化會告訴我們分析物的濃度。”
此外,因為該設備將所需要的所有試劑都集成在一張紙上,所以在樣本進行測試時,用戶無需添加任何其他物質。
這種傳感器的應用領域非常寬廣。例如,到目前為此,她有關傳感器的大部分工作都集中于檢測茶和酒中的抗氧化劑。她和同事們發現這些產品具有獨特的抗氧化劑“指紋”,可以用于特殊的鑒定目的。她指出,研究人員也可以使用這些便攜式傳感器探索偏遠地區,例如亞馬遜雨林,尋找天然的抗氧化劑來源。
最近,Andreescu 拓展了她的研究,進行食品和環境中污染物的檢測。她設計出一種傳感器原型,可以鑒別出赭曲霉毒素A。赭曲霉毒素A是一種真菌毒素,普遍存在于一些列的產品中,例如谷物和咖啡。她準備在這個方向上進一步拓展,尋找沙門氏菌和大腸桿菌。
現在,她的團隊正在將研究帶向另外一個方向,開發出基于紙張的設備。這些設備的顏色會隨著化妝品和食品的變質而發生變化。這些傳感器綁定于活性氧,這種物質會隨著食品的老化和最終腐壞而不斷積累。這方面的測試仍然在進行中。
價值
正如前面所說,這項創新技術的最大價值就是便攜式和低成本,而且可以進行多種檢測。
未來,這項技術有望集成到智能標簽中,與物聯網技術相結合,實現食品、化妝品等產品的實時檢測。我們有望通過智能手機上的應用程序,及時了解到食品是否已經發生腐敗變質,從而及時丟棄變壞的食品。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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