海鮮市場，海關如何用低成本，更快的感測器檢測出食物毒素？

海鮮市場，海關如何用低成本，更快的檢測出食物毒素？石墨烯感測器氣溶膠印刷的電化學感測器給出了可參考的解決方案。

美國的研究人員已經開發出一種基於石墨烯的電化學感測器，該感測器能夠比標準實驗室測試更快地檢測食品中的組胺（過敏原）和毒素。

該團隊使用氣溶膠噴射印刷技術創建了感測器。通過軟體控制按需更改圖案幾何形狀的能力允許快速製作原型並有效優化感測器布局。

來自西北大學的Mark Hersam教授說："我們開發了可通過氣溶膠噴射印刷的石墨烯油墨，從而能夠有效地探索不同的器件設計。對於優化感測器響應至關重要。"

作為僅在需要的地方沉積材料並因此減少浪費的增材製造方法，氣溶膠噴射印刷感測器價格低廉，易於製造且便於攜帶。這可能使它們可以用於需要對食品樣品進行連續現場監測以確定和維持產品質量的地方，以及其他應用場合。

愛荷華州立大學的資深作者Carmen Gomes教授說："氣溶膠噴射印刷是該感測器發展的基礎。碳納米材料（如石墨烯）具有獨特的材料特性，例如高電導率，表面積和生物相容性，可以顯著提高電化學感測器的性能。

"但是，由於現場電化學感測器通常是一次性的，因此它們需要適合低成本，高通量和可擴展製造的材料。氣溶膠噴射印刷為我們提供了這一點。"

該團隊在柔性基板上創建了高解析度的叉指電極（IDE），通過將單克隆抗體與通過CO 2熱退火工藝在石墨烯表面上產生的氧部分共價連接，將其轉換為組胺感測器。

然後，他們在緩衝溶液（PBS）和魚湯中測試了感測器，以了解它們在檢測組胺中的有效性。

"我們發現，石墨烯生物感測器可以檢測到PBS和魚肉湯中的組胺，其毒理學相關範圍分別為6.25至100百萬分之一（ppm）和6.25至200 ppm。檢測限分別為2.52 ppm和3.41 ppm。這些感測器的結果非常重要，因為魚中的組胺含量超過50 ppm會引起不利的健康影響，包括嚴重的過敏反應，例如，可可鹼食物中毒。

"值得注意的是，感測器還顯示了33分鐘的快速響應時間，無需對魚樣品進行預先標記和預處理。這比等效的實驗室測試快很多。"

研究人員還發現，生物感測器的靈敏度並不受食品樣品中常見的用作封閉劑的大蛋白分子的非特異性吸附的影響。

愛荷華州立大學的資深作者喬納森·克勞森博士說："這種類型的生物感測器可用於食品加工設施，進出口港口以及需要對食品樣品進行連續現場監測的超級市場。這種現場測試將消除了將食品樣品送去進行實驗室測試的麻煩，因為這需要額外的處理步驟，增加了組胺分析的時間和成本，因此增加了食源性疾病和食物浪費的風險。

"它還可能用於需要快速監測靶分子的其他生物感測應用中，因為使用已開發的免疫感測方案可以消除樣品預處理。除了檢測小的過敏原分子（例如組胺）以外，它還可用於檢測各種靶標，例如細胞和蛋白質生物標誌物。

通過將固定在感測器平台上的抗體切換為對檢測合適的生物目標物種具有特異性的抗體，感測器可以進一步滿足特定的應用需求。例如食物病原體（沙門氏菌），致命的人類疾病（癌症，HIV）或動植物疾病（禽流感，柑橘柑橘）。"