باستخدام تكنولوجيا الاستشعار الكهروكيميائي، طورت مجموعة من الطلاب من جامعة التكنولوجيا (VNU) جهازًا يمكنه تحديد بقايا المضادات الحيوية في الحليب واللحوم والمأكولات البحرية... بتركيزات منخفضة.
منذ أغسطس 2022، بدأ تران فان دينه ونغوين فان خانه، طلاب الصف K65 بجامعة التكنولوجيا، في البحث في عملية تحديد بقايا المضاد الحيوي الكلورامفينيكول (CAP) في الطعام بناءً على تقنيات التحليل الكهروكيميائي.
وقال تران فان دينه، ممثل فريق البحث، إن المادة التي استخدمها الفريق في الدراسة هي جسيمات نانوية فائقة المغناطيسية من نوع Fe3O4، تستخدم لتعديل قطب المستشعر الكهروكيميائي، وبالتالي تحسين الأداء وتعزيز إشارة الكشف عن بقايا المضادات الحيوية CAP في الطعام بتركيزات منخفضة.
تم اختيار جسيمات نانوية فائقة المغناطيسية من Fe3O4 لتوصيلها الكهربائي العالي واستقرارها الكيميائي وأدائها الكهروكيميائي المتفوق. على وجه الخصوص، تتمتع جزيئات Fe3O4 بتوافق حيوي جيد، وقدرة عالية على امتصاص المواد العضوية مثل CAP في الأغذية وتكلفة إنتاج منخفضة.
يتم استخدام منحنى السيرة الذاتية لقياس حساسية وإشارة المستشعر عندما يكون الجهاز الكهروكيميائي متصلاً بالكمبيوتر. الصورة: NVCC
تحت إشراف المحاضرين، وفي 7 أشهر، صمم فريق البحث جهازًا بتقنية استشعار ثلاثية الأقطاب بثلاث وظائف (العمل والمقارنة والإشارة). يعتمد الجهاز على مبدأ تفاعل المستشعرات الكهروكيميائية مع المضادات الحيوية. سيتم تسجيل التغيير في هذا التفاعل على نظام القياس الكهروكيميائي.
على وجه التحديد، سوف تتفاعل جسيمات Fe3O4 النانوية الفائقة المغناطيسية الموجودة على القطب العامل لجهاز الاستشعار مع المضاد الحيوي CAP في عينة الطعام. بمجرد حدوث التفاعل، سوف تتغير المعلمات الكهروكيميائية والمقاومة للمستشعر. يتم تسجيل هذا التغيير وإدخاله في نظام القياس والتحكم.
من خلال أجهزة القياس وطرق تحليل الإشارة، تتم معالجة القيم المقاسة من خلال المستشعر وتحليلها، وبالتالي تحديد بقايا المضادات الحيوية CAP في عينات الأغذية. يستغرق وقت التحليل عادة من 3 إلى 5 دقائق.
للاستخدام، يتم تحضير عينات من الأطعمة مثل اللحوم والمأكولات البحرية ومعالجتها للفحص. بعد ذلك، يتم إدخال عينة الطعام إلى المستشعر الكهروكيميائي المتصل بنظام القياس الكهروكيميائي، لتسجيل الإشارة ومعالجتها.
ونتيجة لذلك، اكتشف الجهاز 5 ميكرومتر من بقايا المضادات الحيوية في عينات الحليب و25 ميكرومتر في عينات اللحوم، إلى جانب بعض عينات الأغذية الأخرى مثل الروبيان والأسماك ومصادر المياه... وتبلغ بقايا المضادات الحيوية المسموح بها في معظم الأطعمة الشائعة 0.3 ميكرومتر.
وأضاف دينه أنه لتطبيق جهاز تكنولوجيا الاستشعار الكهروكيميائي هذا، من الضروري إجراء بعض عمليات تحضير العينة. تتم هذه الخطوات في المختبر.
ويأمل فريق البحث أنه في المستقبل، مع تطور التكنولوجيا والمزيد من الأبحاث، سيتم تحسين المنتج إلى جهاز مضغوط أو شريط اختبار. ومن هناك، يستطيع الأشخاص التحقق من بقايا المضادات الحيوية في الطعام في المنزل دون الحاجة إلى الذهاب إلى مختبر أو الحصول على خبرة خاصة. وعندما يتم تسويق المنتج تجاريا، فإنه سيساهم في مراقبة جودة الأغذية وحماية صحة الناس.
قام الدكتور نجوين ثي مينه هونغ، المحاضر في كلية الفيزياء الهندسية وتكنولوجيا النانو بجامعة التكنولوجيا، بتقييم أنه في الوقت الحالي، غالبًا ما يتم إجراء تحليل وتحديد بقايا المضادات الحيوية السامة من خلال عدد من الطرق مثل كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة، والرحلان الكهربائي الشعري، واختبار الممتز المناعي، وأجهزة الاستشعار الضوئية... وعلى الرغم من كفاءتها العالية وحساسيتها والعديد من المزايا الأخرى، لا يمكن تطبيق معظم هذه الطرق بشكل مباشر للكشف عن المضادات الحيوية، لأنها تتطلب عمليات معقدة وعمليات تنفيذ، وتكاليف عالية، وتستغرق وقتًا طويلاً، وتتطلب العديد من الشروط أثناء تحضير العينة.
وقال الدكتور هونغ إن تقنيات التحليل الكهروكيميائي الخالية من العلامات والتي تعتمد على أجهزة استشعار كهروكيميائية تعتبر حلاً محتملاً بفضل عملية التحليل البسيطة والاستجابة السريعة والحساسية العالية والانتقائية وتكلفة التحليل المنخفضة. إن نتائج أبحاث المجموعة إيجابية للغاية، حيث حققت الأهداف المحددة، ولها إمكانية تطبيقية عملية جيدة ويمكن الاستمرار في تطويرها.
وأشارت إلى أن موضوع البحث الذي قدمته مجموعة الطلاب يمكن أن يساعد الوحدات والسلطات والشركات على تطبيقه في تتبع ومراقبة جودة الأغذية.
ويواصل فريق البحث حاليًا إجراء المزيد من الأبحاث وتطوير المواد النانوية المغناطيسية لتعديل الأقطاب الكهربائية وتحسين عملية التصنيع وتحسين خصائص المستشعرات الكهروكيميائية. وقال الدكتور هونغ: "سيتم اختبار المواد المستخدمة للتعديل باستخدام مواد نانوية مصنعة بطرق مختلفة، وتغيير الظروف التكنولوجية لتحسين الكفاءة الكهروكيميائية والحساسية والانتقائية للكشف عن مجموعة متنوعة من المضادات الحيوية والمواد السامة".
تشير الدراسات إلى أن إساءة استخدام المضادات الحيوية من قبل المزارعين بشكل غير منضبط في تربية الماشية والمحاصيل أدت إلى حالة حيث لا يزال الطعام يحتوي على بقايا المضادات الحيوية. إن استخدام الطعام المحتوي على المضادات الحيوية المتبقية لفترة طويلة أو استخدامه بشكل مستمر قد يسبب تسمم الجسم، وخلل في نخاع العظم مما يؤدي إلى فقر الدم، وسرطان الدم ومتلازمة الرمادية التي تسبب زرقة اللون، وانهيار الدورة الدموية وقد يسبب الوفاة، وهو شائع عند الأطفال حديثي الولادة وخاصة الأطفال الخدج.
بيتش ثاو
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)