Австралийские материаловеды разработали многоразовый сенсор, способный за очень короткое время, порядка двух минут, определять свежесть рыбы и оценивать ее пригодность для употребления в пищу или для производства пищевых продуктов. Данный прибор поможет повысить качество морепродуктов и их безопасность для здоровья населения, пишут исследователи в статье в научном журнале ACS Sensors.
"В последние годы были созданы десятки электрохимических биосенсоров, позволяющих оценивать качество и свежесть пищевых продуктов. Их применение на практике часто ограничивается тем, что для их работы нужно особым образом подготавливать образцы изучаемых продуктов. Мы создали биосенсор, построенный на базе набора микроигл, который способен получать подобные сведения без предварительной подготовки", — пишут исследователи.
Прибор был создан группой материаловедов под руководством профессора Университета Монаша (Австралия) Николаса Фелькера. Он представляет собой набор из полимерных микроигл, на чью поверхность нанесены золотые электроды и наночастицы. Эти наноструктуры, в свою очередь, покрыты молекулами фермента XDH, способного взаимодействовать с молекулами гипоксантина, продукта распада молекул АТФ, короткой молекулы, ускоряющей почти все реакции в живых клетках.
Как объясняют исследователи, концентрация гипоксантина в теле рыбы быстро растет после ее гибели, что позволяет использовать данную молекулу в качестве надежного индикатора свежести морепродуктов. Для этого ученые модифицировали поверхность наночастиц и микроигл таким образом, что взаимодействия фермента XDH даже с небольшим количеством молекул гипоксантина вели к существенным переменам в электропроводности сенсора.
Работу этого датчика ученые проверили на образцах филе форели, которые хранились при комнатной температуре на протяжении нескольких часов или двух суток. Последующие замеры показали, что нанодатчики были способны всего за две минуты работы выявлять даже сверхмалые количества гипоксантина, составляющие порядка 500 частей на миллиард, что эквивалентно очень свежей рыбе, которая провела минимальное время вне холодильника.
В этом отношении разработка профессора Фелькера и его коллег была сопоставима с громоздкими жидкостными хроматографами и другими лабораторными приборами, для работы с которыми нужно особым образом подготавливать образцы изучаемой пищи. В перспективе, это позволит создать портативные сенсоры свежести рыбы и других форм пищи, которые можно будет использовать как на промышленных предприятиях, так и в домашних хозяйствах и ресторанах, подытожили исследователи.