برای تعیین سلامت و ایمنی مواد غذایی به ویژه گوشت و ماهی، نانوحسگری ساخته شده، که با حساسیت بالا قادر به تعیین فساد در مواد غذایی است.
ساخت نانوحسگری دقیق و حساس برای تعیین سلامت گوشت و ماهی
سازمان غذا و داروی آمریکا وجود ۵۰ ppm هیستامین در ماهی را به عنوان حد فساد تعیین کرده است، این در حالی است که نانوحسگری که در دانشگاه آیوا ساخته شده قادر به تشخیص ۳٫۴۱ ppm هیستامین است که این رقم بسیار کمتر از مقداری است که سازمان غذا و دارو تعیین کرده است. بنابراین می‌توان از این حسگر برای تعیین میزان هیستامین در مواد غذایی استفاده کرد.
اما چرا هیستامین مهم است؟
هیستامین یک ماده حساسیت‌زا در بدن است، اما در حین فساد مواد غذایی نیز تولید می‌شود بنابراین می‌توان از این ماده برای تعیین ایمنی مواد غذایی استفاده نمود. اما اندازه‌گیری مقادیر کم هیستامین کاری چالش‌برانگیز است، برای حل این مشکل پژوهشگران دانشگاه ایالتی آیوا با استفاده از چاپگر آئروسل با قدرت تفکیک بالا روی سطح اقدام به ساخت این حسگر کردند.
این حسگر با استفاده از فناوری چاپ روی سطح یک فیلم پلیمری انعطاف‌پذیر چاپ می‌شود. برای تشخیص، از گرافن و آنتی‌بادی استفاده شده است. آنتی‌بادی‌هایی که قابلیت به دام‌اندازی هیستامین را دارند، روی سطح گرافن قرار داده می‌شوند. با اتصال شیمیایی آنتی‌بادی روی گرافن، این ساختار می‌تواند هیستامین را به دام اندازد. بعد از گیر افتادن هیستامین مسیر حرکت الکترون مسدود شده و مقاومت الکتریکی بالا می‌رود که با اندازه‌گیری میزان تغییر مقاومت می‌توان وجود هیستامین را تشخیص داد. البته این حسگر تنها برای ایمنی غذایی ماهی نیست، باکتری‌ها در مواد غذایی هیستامین تولید می‌کنند بنابراین این حسگر می‌تواند برای بررسی سلامت غذاهایی که طولانی‌مدت مانده‌اند، استفاده شود. برای مثال تنها با تغییر آنتی‌بادی روی حسگر گرافنی، می‌توان باکتری سالمونلا، سرطان و انواع بیماری‌ها نظیر آنفولانزا را تشخیص داد.
جاناتان کلاسون، از محققان این پروژه می‌گوید: «این حد از قدرت تفکیک بسیار مهم است، هر قدر که بتوان الکترودهای کوچکتری چاپ کرد، حساسیت زیست‌حسگر افزایش بیشتری پیدا می‌کند.»
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Aerosol-jet-printed graphene electrochemical histamine sensors for food safety monitoring در نشریه ۲D Materials به چاپ رسیده است.
