خبرگزاری علم و فناوری

مهندسان انجمن تکنولوژی ماساچوست (MIT)؛

حسگر غذایی که فساد و آلودگی آن را تشخیص می‌دهد

مهندسان انجمن تکنولوژی ماساچوست (MIT)، یک حسگر غذایی که حاوی مجموعه‌ای از ریز سوزنهای ابریشم، طراحی کرده‌اند که به بسته بندی مواد غذایی نفوذ می کنند و برای وجود نشانه هایی از پاتوژن های مختلف مانند E.coli از آن نمونه برداری می کنند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری استان بوشهر؛ مهندسان انجمن تکنولوژی ماساچوست (MIT)، یک حسگر غذایی که حاوی  مجموعه‌ای از ریز سوزنهای ابریشم، طراحی کرده‌اند که به بسته بندی مواد غذایی نفوذ می کنند و برای وجود نشانه هایی از پاتوژن های مختلف مانند E.coli از آن نمونه برداری می کنند.

سوزن های مذکور از نوعی پروتئین های خوراکی ساخته شده اند که در پیله ابریشم وجود دارد. آنها مایعات را به داخل حسگر می کشند. همچنین  روی حسگر با جوهر زیستی حروفی چاپ شده تاهرگونه ناخالصی را ردیابی کند.

 یکی از جوهرهای زیستی طوری طراحی شده که در معرض باکتری E.coli از آبی به قرمز تغییر رنگ می دهد. جوهر دیگر نسبت به pH حساس است و فقط در صورت فاسد شدن غذا تغییر رنگ می دهد.

محققان این حسگر را به یک تکه گوشت ماهی خام که باکتری E.coliبه آن تزریق شده بود، چسباندند. جوهر زیستی که برای ردیابی این باکتری توسعه یافته بود، به شکل حرف Eمشخص شد و جوهر دیگر نیز نشان داد سطح pH نمونه، C است.

بندیتو مارلی، استادیار توسعه شغلی در بخش MIT می‌گوید: "مقدار زیادی غذا به دلیل عدم برچسب گذاری مناسب هدر می‌رود، و ما غذا را دور می‌ریزیم حتی بدون اینکه بدانیم خراب است یا نه. این فناوری این اطمینان را به کاربر می‌دهد که مواد غذایی را هدر ندهد."

همکاران مارلی در این مقاله دویون کیم، یونتنگ کائو، دانوشکودی ماریاپان، مایکل اس. بونو جونیور و آ. جان هارت هستند.

ابریشم و چاپ

حسگر جدید مواد غذایی محصول همکاری بین مارلی است که آزمایشگاه وی از ویژگی های ابریشم برای توسعه فناوری های جدید استفاده می کند و هارت که گروهش فرایندهای جدید تولید را توسعه می دهد.

هارت اخیراً یک تکنیک فلکسوگرافی (فلکسوگرافی روش چاپی است با یک لوح چاپ برجسته (کلیشه) و منعطف. این لوح به سیلندر لوح دستگاه چاپ فلکسوگرافی چسبانده می‌شود)با وضوح بالا، با تحقق الگوهای میکروسکوپی که می‌تواند الکترونیک و سنسورهای چاپی ارزان قیمت را فعال کند، ایجاد کرد. در همین حال، مارلی تمبر ریز سوزنی بر پایه ابریشم ایجاد کرده که به گیاه نفوذ کرده و مواد مغذی را تحویل می‌دهد. در گفتگو، محققان تعجب کردند که آیا می‌توان فناوری های آنها را برای تولید یک سنسور چاپی غذایی که ایمنی مواد غذایی را کنترل می‌کند، طراحی کرد.

این تیم به دنبال ایجاد یک سنسور بودند که بتواند سطح بسیاری از مواد غذایی را سوراخ کند. طرحی که آنها ارائه دادند شامل آرایه‌ای از سوزن های کوچک از ابریشم بود.

مارلی می گوید: "ابریشم خوراکی، غیر سمی است و می‌تواند به عنوان یک ماده غذایی مورد استفاده قرار گیرد و از نظر مکانیکی آنقدر قوی است که می‌تواند از طریق طیف وسیعی از انواع بافت‌ها مانند گوشت، هلو و کاهو نفوذ کند."

یک کشف عمیق تر

برای ساخت سنسور جدید، کیم ابتدا محلولی از فیبروئین ابریشم، پروتئینی که از پیله های پروانه استخراج می‌شود، تهیه کرد و محلول را در قالب میکرونیدل سیلیکون ریخت. پس از خشک شدن، آرایه حاصل از میکرو سوزن ها را که هر کدام به ابعاد حدود 1.6 میلی متر طول و 600 میکرون عرض - با قطر حدود یک سوم رشته اسپاگتی، جدا کرد.

 

این تیم سپس راه حل هایی برای دو نوع bioink - پلیمرهای قابل چاپ با تغییر رنگ که می‌توانند با سایر مواد سنجش کننده مخلوط شوند، تهیه کردند. در این حالت، محققان آنتی بادی حساس به مولکول E. coli را در یک bioink مخلوط کردند. هنگامی که آنتی بادی در تماس با آن مولکول قرار می‌گیرد، تغییر شکل می یابد و از نظر جسمی به پلیمر اطراف فشار می آورد، که به نوبه خود نحوه جذب نور bioink را تغییر می دهد. به این ترتیب، bioink وقتی احساس باکتری‌های آلوده می‌کند، می تواند تغییر رنگ دهد.

 

میکرو سوزن های سنسور از محلول پروتئین های خوراکی موجود در پیله های ابریشم ساخته شده اند و برای کشیدن مایع به پشت سنسور طراحی شده اند که با دو نوع جوهر تخصصی چاپ می شود. یکی از این "bioinks" ها در تماس با مایعات با محدوده pH مشخص تغییر رنگ می دهد ، که نشان می دهد غذا خراب شده است. دیگری وقتی احساس باکتری های آلوده مانند E. coli بیماری زا می کند، رنگ می گیرد.

محققان این حسگر را به فیله ماهی خام که محلول آلوده به E. coli تزریق کرده بودند، متصل کردند. پس از كمتر از یك روز، آنها دریافتند كه بخشی از سنسور چاپ شده با bioink حس كننده باكتری از آبی به قرمز تبدیل شده است - این نشانه واضحی از آلودگی ماهی است. پس از چند ساعت دیگر، bioink حساس به pH نیز تغییر رنگ داد و نشان داد که ماهی نیز خراب شده است.

نتایج منتشر شده امروز (9 سپتامبر 2020) در مجله Advanced Functional Materials ، اولین قدم برای ایجاد یک سنسور رنگ سنج جدید است که می تواند علائم فساد و آلودگی غذا را تشخیص دهد.

منبع خبر

انتهای پیام/

خبرنگار:حسینی مفرد

زمان انتشار: جمعه ۲۱ شهریور ۱۳۹۹ - ۲۲:۱۸:۲۸

شناسه خبر: 90687

مطالب مرتبط :
۶۵۵۶

بیخوابی دانشمندان برای کشف راز مرموزترین قاتل جهان؛

بیماری ایکس (‏Disease X‏)، نهمین تهدید جهانی/جهش زیستی ویروس ها از کنترل خارج شده ‏است+فیلم

منبع احتمالی بیماری ایکس (‏Disease X‏)، بیماری زوناتیک (‏zoonotic diseases‏) یا زونازیس ‏‏(‏Zoonoses‏) می باشد. این بیماری گونه ای از بیماری هایی است که در حیوانات وحشی و اهلی ‏وجود دارد و می توانند به راحتی به انسان منتقل گردد. حدود ۷۰٪ از بیماری های تازه کشف شده ‏در قرن گذشته، زوناتیک می باشند. بیماری ابولا (‏Ebola‏) يک مثال اصلی از اینگونه بیماری ها ‏می باشد.‏

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب