یک حسگر زیستی انقلابی با استفاده از نانوذرات اکسید روی بر الکترودهای گرافن متخلخل، تازگی گوشت را تشخیص می‌دهد و از ایمنی و کیفیت مواد غذایی اطمینان حاصل می‌کند.
به گزارش پایگاه خبری دنیای برند به نقل از ایسنا، در یک پیشرفت بزرگ، دانشمندان از حسگر زیستی پیشگامانه‌ای رونمایی کردند که برای ایجاد انقلابی در تعیین تازگی گوشت طراحی شده است.
به نقل از آی‌ای، این دستگاه نوآورانه با استفاده از نانوذرات اکسید روی که بر یک الکترود گرافن متخلخل تعبیه شده است، نوید تشخیص دقیق محصولات جانبی پیری در گوشت را می‌دهد و کیفیت و ایمنی آن را تضمین می‌کند.
اهمیت تازگی گوشت
تازگی گوشت حیوانی یک جنبه حیاتی است که به طور مستقیم بر کیفیت و ایمنی آن تأثیر می‌گذارد. بهرغم روش‌های جدید نگهداری که اجازه می‌دهد گوشت در سطح جهانی حمل شود و مدت‌ها پس از کشتار مصرف شود، برخی فرآیندهای از بین رفتن تازگی گوشت اجتناب‌ناپذیر هستند.
آدنوزین تری فسفات(ATP)، مولکول تامین کننده انرژی در سلول‌ها، پس از مرگ تحت تجزیه قرار می‌گیرد و منجر به تشکیل هیپوگزانتین(HXA) و گزانتین می‌شود که نشان دهنده از بین رفتن تازگی گوشت است.
خطرات مصرف گوشت غیر تازه
مصرف گوشت غیر تازه می‌تواند خطرات قابل توجهی برای سلامتی افراد به همراه داشته باشد. باکتری‌های موجود در گوشت مانند سالمونلا، ای کولای و کمپیلوباکتر با افزایش سن گوشت به سرعت تکثیر می‌شوند و منجر به بیماری‌های ناشی از غذا می‌شوند.
از علائم این بیماری‌ها می‌توان به تهوع، استفراغ، اسهال، درد شکم و در موارد شدید، کم آبی بدن و نارسایی اندام‌ها اشاره کرد. ارزیابی صحیح تازگی گوشت در پیشگیری از چنین بیماری‌هایی و تضمین ایمنی مصرف کننده بسیار مهم است.
معرفی حسگر زیستی
در یک تلاش مشترک، محققان موسساتی از جمله آکادمی علوم و فناوری ویتنام(VAST) و آکادمی علوم روسیه، یک حسگر زیستی پیشرفته توسعه داده‌اند.
این حسگر زیستی، با استفاده از الکترودهای گرافن اصلاح شده با نانوذرات اکسید روی، به طور خاص تشخیص هیپوگزانتین، یک شاخص کلیدی از تازگی گوشت را مورد نظر قرار می‌دهد.
مزایای برتر حسگر زیستی
برخلاف روش‌های سنتی، که می‌تواند پرهزینه، زمان‌بر و نیازمند فرآیندهای تخصصی باشد، حسگر زیستی جدید مزایای بی‌نظیری را ارائه می‌دهد.
نویسنده این مطالعه تاکید می‌کند که در مقایسه با روش‌های مدرن آزمایش مواد غذایی، مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، حسگرهای زیستی مانند حسگر ما مزایای برتری در مدیریت زمان، قابلیت حمل، حساسیت بالا و انتخاب‌پذیری دارند.
این حسگر چگونه کار می‌کند؟
این حسگر زیستی با استفاده از یک فیلم پلی‌آمید ساخته شده است که از طریق فرآیند لیزر پالسی به گرافن متخلخل تبدیل می‌شود. نانوذرات اکسید روی بر الکترود، مولکول‌های هیپوگزانتین را به سطح حسگر جذب می‌کنند. پس از برهم‌کنش، هیپوگزانتین اکسید می‌شود و الکترون‌ها را منتقل می‌کند و در نتیجه یک ولتاژ افزایش می‌یابد. این رابطه خطی بین غلظت هیپوگزانتین و افزایش ولتاژ امکان تعیین تازگی گوشت را فراهم می‌کند.
آزمایش دقیق و کاربرد عملی
اثربخشی حسگر زیستی مورد آزمایش قرار گرفت و عملکرد فوق‌العاده‌ای را با بیش از ۹۸ درصد دقت در تشخیص سطوح هیپوگزانتین نشان داد. کاربرد عملی روی فیله‌های گوشت خوک نتایج امیدوارکننده‌ای به همراه داشت که کاربرد حسگر زیستی را در دنیای واقعی نشان می‌دهد.
پیامدهایی برای آینده
معرفی این حسگر زیستی نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در تضمین ایمنی مواد غذایی و استانداردهای کیفیت است. حسگر زیستی با قابلیت‌های ارزیابی سریع و دقیق، پتانسیل بسیار زیادی برای پذیرش گسترده در صنایع غذایی دارد که نویدبخش افزایش اعتماد مصرف‌کننده و انطباق با مقررات است.
چالش‌های بالقوه و تحقیقات بیشتر
در حالی که این حسگر زیستی نتایج امیدوارکننده‌ای را ارائه می‌دهد، چالش‌هایی مانند مقیاس‌پذیری و مقرون به صرفه بودن در تولید در مقیاس بزرگ ممکن است برای اجرای گسترده مورد توجه قرار گیرد. تحقیقات بیشتر می‌تواند بر بهینه‌سازی فرآیندهای تولید و کاوش در کاربردهای اضافی فراتر از آزمایش تازگی گوشت، از جمله در داروسازی یا نظارت بر محیط زیست متمرکز شود.
در نتیجه، توسعه این حسگر زیستی نوآورانه نویدبخش عصر جدیدی در آزمایش تازگی گوشت است که فناوری پیشرفته تقاضای روزافزون برای کیفیت و ایمنی در زنجیره تامین غذای جهانی را برآورده می‌کند.
این مطالعه در AIP Advances منتشر شد.
پایان
