محققان چاپ لحن گرافن سنسور برای نظارت بر مواد غذایی طراوت ایمنی

AMES, Iowa - محققان غوطه ور جدید خود را چاپ سنسور به تن آش و تماشا خوانش.

معلوم شد سنسور - چاپ با وضوح بالا آئروسل جت پرینتر در یک فیلم پلیمری انعطاف پذیر و تنظیم برای تست هیستامین حساسیت زا است و شاخص خراب ماهی و گوشت می تواند تشخیص هیستامین را به 3.41 قسمت در میلیون.

سازمان غذا و دارو به مجموعه هیستامین دستورالعمل از 50 قسمت در میلیون در ماهی ساخت سنسورهای بیش از به اندازه کافی حساس برای ردیابی مواد غذایی طراوت و ایمنی.

ساخت حسگر ممکن است که گرافن یک فوق مادی است که کربن لانه زنبوری فقط یک اتم ضخامت و شناخته شده برای آن قدرت هدایت الکتریکی و انعطاف پذیری و سازگاری نسجی. ساخت گرافن عملی در مصرف مواد غذایی-ایمنی حسگر کم هزینه, aerosol-جت-تکنولوژی چاپ است که به اندازه کافی دقیق برای ایجاد وضوح بالا الکترود لازم برای سنسورهای الکتروشیمیایی برای تشخیص مولکول های کوچک مانند هیستامین.

"این قطعنامه مهم است" گفت: Jonathan Claussen استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه ایالتی آیووا و یکی از رهبران پروژه تحقیقاتی. "نزدیک ما می توانید چاپ این الکترود انگشتان به طور کلی بالاتر حساسیت این حسگرهای."

Claussen و دیگر رهبران پروژه - کارمن گومز استادیار مهندسی مکانیک در ایالت آیووا; و علامت Hersam های Walter P. Murphy استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه نورث وسترن در اوانستون ایالت ایلینوی - به تازگی گزارش خود را به سنسور کشف در یک مقاله منتشر شده آنلاین توسط مجله 2D مواد. (نگاه کنید به نوار کناری برای یک لیست کامل از نویسندگان.)

بنیاد ملی علوم ایالات متحده وزارت کشاورزی نیروی هوایی آزمایشگاه تحقیقاتی و موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی را پشتیبانی می کند این پروژه است.

این مقاله توضیح می دهد چگونه گرافن الکترود بودند آئروسل jet چاپ بر روی انعطاف پذیر پلیمری و سپس تبدیل به هیستامین سنسورهای شیمیایی اتصال هیستامین آنتی بادی به گرافن. این آنتی بادی به طور خاص اتصال هیستامین مولکول.

هيستامين بلوک انتقال الکترون و افزایش مقاومت الکتریکی, Gomes گفت. که تغییر در مقاومت را می توان اندازه گیری و ثبت شده توسط سنسور.

"این هيستامين سنسور است که نه تنها برای ماهی" Gomes گفت. "باکتری ها در مواد غذایی تولید هیستامین. بنابراین می توان آن را یک شاخص خوب از عمر مفید مواد غذایی است."

محققان بر این باورند که مفهوم کار خواهد کرد برای شناسایی دیگر انواع مولکول های بیش از حد.

"فراتر از هيستامين مورد مطالعه ارائه شده در اینجا (آئروسل چاپ جت) و عاملدار روند احتمال می توان تعمیم به طیف متنوعی از سنجش از برنامه های کاربردی از جمله زیست محیطی سم تشخیص پاتوژن منتقله تشخیص پوشیدنی نظارت بر سلامت و بهداشت تشخیص" آنها نوشت: در تحقیقات خود روی کاغذ.

برای مثال با تعویض آنتی بادی متصل به چاپ سنسورهای آنها می تواند تشخیص باکتری سالمونلا یا سرطان یا بیماری های دام مانند آنفولانزای مرغی محققان نوشت.

Claussen, Hersam و دیگر همکاران (نگاه کنید به کناری) نشان داده اند که کاربرد وسیع تری از تکنولوژی با تغییر aerosol-جت-چاپ سنسور برای تشخیص سايتوکاين ها یا نشانگرهای التهاب است. این سنسور همانطور که در مقاله اخیر منتشر شده توسط ACS Applied Materials & Interfaces می تواند نظارت بر عملکرد سیستم ایمنی بدن در گاو و تشخیص کشنده و مسری paratuberculosis در مراحل اولیه است.

Claussen شده است که کار با چاپ گرافن برای سال گفت: این سنسور یکی دیگر از ویژگی است که باعث می شود آنها را بسیار مفید: آنها لازم نیست مقدار زیادی از پول هزینه می شود و می تواند مقیاس برای تولید انبوه است.

"هر گونه مواد غذایی سنسور باید خیلی ارزان" Gomes گفت. "شما باید برای تست بسیاری از مواد غذایی نمونه و شما می توانید با اضافه کردن مقدار زیادی از هزینه."

Claussen و Gomes می دانید چیزی در مورد صنایع غذایی و چگونه این آزمون برای ایمنی مواد غذایی است. Claussen است افسر ارشد علمی و Gomes است رئیس تحقیقات افسر NanoSpy Inc., راه اندازی شرکت در پژوهش دانشگاه ایالتی آیووا پارک که مبادرت به فروش حسگرهای به پردازش مواد غذایی شرکت.

آنها گفت: این شرکت در روند صدور مجوز این هيستامين و سايتوکين تکنولوژی سنسور.

این است آنچه که آنها دنبال آن هستید در یک تجاری سنسور. "این" Claussen گفت: "یک ارزان, مقیاس پذیر, ذخیرهسازی پلت فرم."

###

خواندن مقالات: "Aerosol-جت-چاپ گرافن الکتروشیمیایی هیستامین سنسور برای ایمنی مواد غذایی نظارت" 2D مواد, دوره 7, شماره 3.

در علاوه بر این به جاناتان Claussen Carmen گومز و علامت Hersam کاغذ co-نویسنده Kshama Parate دانشجوی دکتری در رشته مهندسی مکانیک در ایالت آیووا; Cícero پلا دانشجوی دکتری در رشته مهندسی مکانیک در ایالت آیووا; شخصی Rangnekar دانشجوی دکتری در علم مواد و مهندسی در شمال غرب; Deyny Mendivelso-پرز سابق دانشجوی دکتری در رشته شیمی در ایالت آیووا; و امیلی اسمیت استاد شیمی و دیپلم از دپارتمان انرژی آزمایشگاه ایمز.

"Aerosol-جت-چاپ گرافن Immunosensor برچسب ها-رایگان سايتوکين نظارت در سرم" ACS Applied Materials & Interfaces, دوره 12, شماره 7.

نویسندگان هستند Claussen, Hersam, Parate, Rangnekar, Mendivelso-پرز اسمیت; Dapeng جینگ دستیار دانشمند در ایالت آیووا مواد تجزیه و تحلیل و تحقیقات آزمایشگاهی; Shaowei دینگ سابق دانشجوی دکترا در رشته مهندسی مکانیک در ایالت آیووا; اتان Secor سابق دانشجوی دکترا در علم مواد و مهندسی در شمال غرب و آینده استادیار مهندسی مکانیک در ایالت آیووا (موثر اوت سال 2020); و جسی Hostetter, استاد و رئیس بخش پاتولوژی در دانشگاه گرجستان دانشکده دامپزشکی که قبلا در ایالت آیووا.