Исследователи из Университета штата Айова (США) напечатали электрохимический графеновый датчик на гибкой полимерной пленке, окунули его в бульон из тунца и наблюдали за показаниями. Датчик оказался чувствителен к гистамину и аллергенам. Также он может показать срок годности продуктов питания, передает пресс-служба вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале 2D Materials.
Гистамин – соединение, которое чаще всего образуется в рыбе и морепродуктах. Он накапливается в больших количествах в этих продуктах при нарушении условий хранения. Гистамин в больших количествах может вызывать у человека головные боли, диарею, аллергическую реакцию. Поэтому важно следить за его уровнем в пище. В разных странах установлены разные нормы содержания гистамина в морепродуктах: в США, например, максимальное допустимое значение – 50 миллиграммов на килограмм (мг/кг), а в России – 100 мг/кг.
Новый датчик может определять уровень гистамина начиная с 3,41 мг/кг. Он напечатан на гибкой полимерной пленке методом аэрозольной струйной печати.
Почему исследователи выбрали для своего датчика графен? Это материал, представляющий собой углеродную соту толщиной всего в один атом и известный своей прочностью, электрической проводимостью, гибкостью и, что важно, биосовместимостью. Технология печати с использованием графина – это недорогая процедура, которая достаточно точна для создания электродов высокого разрешения, которые используются в электрохимических сенсорах для обнаружения небольших молекул, таких как гистамин.
Графеновые электроды были напечатаны на полимере, а затем преобразованы в гистаминовые датчики путем химического связывания гистаминовых антител с графеном. Антитела специфически связывают молекулы гистамина. Как отмечают аторы работы, гистамин блокирует перенос электронов и увеличивает электрическое сопротивление. Это изменение сопротивления как раз измеряет и фиксирует датчик.
Ученые полагают, что с помощью их технологии можно также разработать датчики, чувствительные к другим видам молекул. Возможно, аналогичные устройства смогут обнаруживать токсины в окружающей среде, пищевые патогенные микроорганизмы, бактерии сальмонеллы. А также рак или болезни животных, такие как птичий грипп.
[Фото: MAGE COURTESY OF JONATHAN CLAUSSEN/IOWA STATE UNIVERSITY]
