麻省理工学院朱棣文教授 这种类似Velcro的食物传感器由一排丝制微针制成，可以穿透塑料包装，对食物进行取样，以发现腐败和细菌污染的迹象
信用:菲利斯·弗兰克尔 麻省理工学院的工程师设计了一种类似Velcro的食物传感器，由一系列丝制微针制成，它可以穿透塑料包装，对食物进行取样，以发现腐败和细菌污染的迹象
该传感器的微针是由蚕茧中的可食用蛋白质溶液制成的，设计用于将液体吸入传感器背面，传感器背面印有两种特殊的墨水
这些“生物链接”中的一个在与一定pH范围的液体接触时会改变颜色，表明食物已经变质；另一个在感觉到污染细菌如致病性大肠杆菌时会变色
大肠（杆）菌的
研究人员将传感器连接到一片生鱼上，这些鱼被注射了一种被大肠杆菌污染的溶液
大肠（杆）菌的
不到一天后，他们发现传感器上印有细菌感应生物链接的部分从蓝色变成了红色——这是鱼被污染的明显迹象
几个小时后，对酸碱度敏感的生物链接也变了颜色，表明鱼也变质了
今天发表在《高级功能材料》杂志上的研究结果是开发一种新的比色传感器的第一步，这种传感器可以检测食物腐败和污染的迹象
这种智能食品传感器可能有助于阻止疫情爆发，比如最近洋葱和桃子中的沙门氏菌污染
它们还可以防止消费者扔掉那些可能已经过期，但实际上仍然可以食用的食物
“由于缺乏正确的标签，有很多食物被浪费了，我们甚至不知道食物是否变质就扔掉了，”保罗·M
麻省理工学院土木与环境工程系库克职业发展助理教授
“疫情爆发后，人们还会浪费大量食物，因为他们不确定食物是否真的被污染了
像这样的技术会给最终用户不浪费食物的信心
" 该论文的共同作者是多尹金、曹云腾、达努什科迪·马里亚潘、迈克尔·S
小博诺
，和A
约翰·哈特
研究人员将传感器连接到一片生鱼片上，他们在鱼片上注射了一种被大肠杆菌污染的溶液
大肠（杆）菌的
不到一天后，他们发现传感器上印有细菌感应生物链接的部分从蓝色变成了红色——这是鱼被污染的明显迹象
几个小时后，对酸碱度敏感的生物链接也变了颜色，表明鱼也变质了
荣誉:麻省理工学院何塞-路易斯·奥利瓦雷斯
传感器纹理由研究人员提供 丝绸和印刷 这种新的食品传感器是马瑞利和哈特合作的产物，马瑞利的实验室利用丝绸的特性开发新技术，哈特的团队开发新的制造工艺
哈特最近开发了一种高分辨率的絮凝技术，实现了微观模式，可以实现低成本的印刷电子器件和传感器
与此同时，马瑞利开发了一种基于丝的微针印章，可以穿透植物并向其输送营养
在交谈中，研究人员想知道他们的技术是否可以配对生产一种印刷的食品传感器来监控食品安全
“仅仅通过测量食物的表面来评估食物的健康状况往往不够好
哈特回忆说:“在某个时候，贝内代托提到了他的小组对植物的微针研究，我们意识到我们可以结合我们的专业知识来制造更有效的传感器。”
该团队试图创造一种能够穿透多种食物表面的传感器
他们提出的设计包括一系列由丝制成的微针
“丝绸是完全可食用的，无毒，可以用作食物成分，而且它的机械强度足以穿透大量的组织类型，如肉、桃和莴苣，”马瑞利说
该示意图显示了建议的食品质量监控系统，该系统使用带有印刷生物链接的丝微针阵列作为比色传感器
学分:麻省理工学院 更深层次的发现 为了制造这种新的传感器，金首先制造了一种丝心蛋白溶液，这是一种从蛾茧中提取的蛋白质，然后将这种溶液倒入硅胶微针模具中
干燥后，他剥去微针阵列，每根微针约1
6毫米长，600微米宽，大约是一根意大利面条直径的三分之一
该团队随后为两种生物链接开发了解决方案——可与其他传感成分混合的变色可印刷聚合物
在这种情况下，研究人员将一种对大肠杆菌中的分子敏感的抗体混合到一个生物链接中
大肠（杆）菌的
当抗体与该分子接触时，它会改变形状，并物理地推动周围的聚合物，从而改变生物链接吸收光的方式
通过这种方式，生物链接可以在感知到污染细菌时改变颜色
研究人员制作了一个含有对大肠杆菌敏感的抗体的生物链接
大肠杆菌，以及对与腐败相关的酸碱度敏感的第二种生物链接
他们在微针阵列的表面以字母“E”的形式打印了细菌感应生物链接，旁边打印了对酸碱度敏感的生物链接，作为“C”
“两个字母最初都是蓝色的
Kim随后在每个微针中嵌入小孔，以增强阵列通过毛细作用吸取液体的能力
为了测试新的传感器，他从当地的杂货店买了几片生鱼片，并给每片鱼片注射含有维生素E的液体
大肠杆菌、沙门氏菌或没有任何污染物的液体
他在每一片鱼片上贴了一个传感器
然后，他等待着
大约16个小时后，研究小组观察到“大肠杆菌”从蓝色变成红色，只是在被大肠杆菌污染的鱼片中
大肠杆菌，表明传感器准确地检测到了细菌抗原
几个小时后，所有样本中的“C”和“E”都变成了红色，表明每一片鱼片都变质了
在左侧，您可以看到一个由100根针组成的微针阵列的例子
右边是一个单针的扫描电镜图像
学分:麻省理工学院 研究人员还发现，他们的新传感器比现有的仅检测食品表面病原体的传感器更快地指示污染和腐败
“食物中有许多嵌入病原体的洞和洞，表面传感器无法检测到这些，”金说
“因此，我们必须更深入地插入，以提高检测的可靠性
使用这种穿刺技术，我们也不必打开包装来检查食品质量
" 该团队正在寻找加速微针吸收液体的方法，以及加速生物链感知污染物的方法
一旦设计得到优化，他们设想这种传感器可以在供应链的不同阶段使用，从加工厂的操作员(他们可以在产品出货前使用传感器监控产品)到消费者(他们可能会选择将传感器应用于某些食品，以确保它们可以安全食用)
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
