澳大利亞團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)快速檢測(cè)新傳感器 微針“秒判”魚(yú)鮮度

澳大利亞迪肯大學(xué)和莫納什大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一款基于微針陣列的新型魚(yú)類(lèi)鮮度傳感器，有望在不到兩分鐘內(nèi)給出海鮮“新不新鮮”的客觀判斷。這項(xiàng)技術(shù)面向家庭和餐飲場(chǎng)景，目標(biāo)是在無(wú)需實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的情況下，提供快捷、量化的檢測(cè)結(jié)果。

研究指出，魚(yú)一旦死亡，其肌肉組織中的核酸等分子便開(kāi)始分解，逐漸生成一種名為次黃嘌呤（hypoxanthine，HX）的化合物，而HX濃度會(huì)隨著死亡后經(jīng)過(guò)的時(shí)間不斷升高，因此被視為衡量魚(yú)類(lèi)鮮度的重要客觀指標(biāo)。然而，傳統(tǒng)檢測(cè)HX含量的方法通常依賴實(shí)驗(yàn)室儀器，過(guò)程耗時(shí)且操作復(fù)雜，難以在普通廚房或餐廳現(xiàn)場(chǎng)使用。

為解決這一痛點(diǎn)，科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款小型傳感器，在一端集成了一個(gè)4×4布局的微針陣列，每個(gè)微針可以理解為一個(gè)極細(xì)小而尖銳的“柱狀針”。微針技術(shù)此前已被用于經(jīng)皮給藥等醫(yī)療應(yīng)用，而在這一次的魚(yú)肉檢測(cè)中，它們被賦予了全新的角色。

在具體結(jié)構(gòu)上，這些微針表面覆有金納米顆粒以及一種名為黃嘌呤氧化酶（xanthine oxidase）的酶，該酶能夠催化分解魚(yú)肉中的HX。當(dāng)傳感器被按壓進(jìn)魚(yú)肉組織時(shí)，酶與HX發(fā)生反應(yīng)，會(huì)引起局部電化學(xué)電位的變化，而傳感器則對(duì)這一變化進(jìn)行測(cè)量，從而輸出與鮮度相關(guān)的量化讀數(shù)。

在驗(yàn)證環(huán)節(jié)中，研究人員選用三文魚(yú)樣本，將其置于室溫環(huán)境下保存最長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)，并在不同時(shí)間點(diǎn)利用該傳感器進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，該裝置能夠在約100秒內(nèi)檢測(cè)出低至每十億分之五百（500 ppb）以下的HX濃度，這一水平對(duì)應(yīng)的魚(yú)肉仍被歸類(lèi)為“非常新鮮”。

進(jìn)一步比對(duì)顯示，該微針傳感器給出的讀數(shù)與市售實(shí)驗(yàn)室級(jí)檢測(cè)試劑盒的結(jié)果高度一致，說(shuō)明其具備較高的準(zhǔn)確性和實(shí)用潛力。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種即插即用式的微針電化學(xué)檢測(cè)方案有望為海鮮供應(yīng)鏈和終端消費(fèi)場(chǎng)景提供簡(jiǎn)便、快速的質(zhì)量把關(guān)工具。

相關(guān)研究論文已發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下期刊《ACS Sensors》，由Nicolas Voelcker、Azadeh Nilghaz和Muamer Dervisevic等人牽頭完成。美國(guó)化學(xué)會(huì)則在其新聞稿中強(qiáng)調(diào)，該技術(shù)展示了利用微針平臺(tái)開(kāi)展快速食品安全檢測(cè)的可行路徑，并有望在未來(lái)拓展至其他易腐食品的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。