وباستخدام تكنولوجيا الاستشعار الكهروكيميائية، قام مجموعة من طلاب الجامعة التكنولوجية (VNU) بتطوير جهاز يمكنه تحديد بقايا المضادات الحيوية في الحليب واللحوم والمأكولات البحرية... بتركيزات منخفضة.
اعتبارًا من أغسطس 8، بدأ تران فان دينه ونغوين فان خانه، طلاب K2022 في الجامعة التكنولوجية، البحث في عملية تحديد بقايا المضاد الحيوي كلورامفينيكول (CAP) في الغذاء بناءً على تقنيات التحليل الكهروكيميائي.
وقال تران فان دينه، ممثل فريق البحث، إن المادة التي استخدمها الفريق في البحث هي جزيئات Fe3O4 النانوية فائقة المغناطيسية، والتي تستخدم لتعديل قطب المستشعر الكهروكيميائي، وبالتالي تحسين الأداء وزيادة الكفاءة، وتعزيز الإشارة للكشف عن بقايا المضادات الحيوية CAP. في الغذاء بتركيزات منخفضة.
تم اختيار الجسيمات النانوية Fe3O4 فائقة المغناطيسية بسبب موصليتها الكهربائية العالية، وثباتها الكيميائي، وأدائها الكهروكيميائي المتميز. على وجه الخصوص، تتمتع حبيبات Fe3O4 بتوافق حيوي جيد، وقدرة امتصاص عالية للمواد العضوية مثل CAP في الغذاء وتكاليف إنتاج منخفضة.
يشير إلى منحنى السيرة الذاتية المستخدم لقياس حساسية وإشارة المستشعر عند توصيل الجهاز الكهروكيميائي بالكمبيوتر. صورة: NVCC
بتوجيه من المحاضرين، خلال 7 أشهر، صمم فريق البحث جهازًا مزودًا بتقنية الاستشعار ثلاثي الأقطاب بثلاث وظائف (العمل والمقارنة والمرجع). تم بناء الجهاز على مبدأ تفاعل أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية مع المضادات الحيوية. وسيتم تسجيل التغير في هذا التفاعل على نظام القياس الكهروكيميائي.
على وجه التحديد، سوف تتفاعل الجسيمات النانوية Fe3O4 فائقة المغناطيسية الموجودة على القطب الكهربائي العامل لجهاز الاستشعار مع المضاد الحيوي CAP الموجود في عينة الطعام. بمجرد حدوث التفاعل، ستتغير المعلمات الكهروكيميائية ومقاومة المستشعر. ويتم تسجيل هذا التغيير ومن ثم إدخاله في نظام القياس والتحكم.
من خلال أجهزة القياس وطرق تحليل الإشارات، تتم معالجة وتحليل القيمة المقاسة من خلال المستشعر، وبالتالي تحديد بقايا المضادات الحيوية CAP في عينات الطعام. عادة ما يستغرق وقت التحليل من 3 إلى 5 دقائق.
للاستخدام، يتم إعداد وفحص عينات الطعام مثل اللحوم والمأكولات البحرية وما إلى ذلك. بعد ذلك، يتم إدخال عينة الطعام في جهاز استشعار كهروكيميائي متصل بنظام قياس كهروكيميائي لتسجيل الإشارات ومعالجتها.
ونتيجة لذلك، اكتشف الجهاز 5 ميكرومتر من بقايا CAP في عينات الحليب و25 ميكرومتر في عينات اللحوم، إلى جانب بعض عينات الأغذية الأخرى مثل الجمبري والأسماك ومصادر المياه... ويُسمح ببقاء بقايا المضادات الحيوية في معظم أنواع الأغذية. الأطعمة عند 0,3 ميكرومتر.
وأضاف دينه أنه لتطبيق جهاز تكنولوجيا الاستشعار الكهروكيميائي هذا، من الضروري تنفيذ بعض إجراءات تحضير العينة. يتم تنفيذ هذه الخطوات في المختبر.
ويأمل فريق البحث أنه في المستقبل، ومع تطور التكنولوجيا وإجراء المزيد من الأبحاث، سيتم تحسين المنتج إلى جهاز مدمج أو شريط اختبار. ومن هناك، يمكن للأشخاص فحص بقايا المضادات الحيوية في الطعام في المنزل دون الحاجة إلى الذهاب إلى المختبر أو الحصول على خبرة خاصة. وعندما يتم تسويق المنتج فإنه سيساهم في ضبط جودة الغذاء وحماية صحة الناس.
وقال الدكتور نغوين ثي مينه هونغ، محاضر في قسم الفيزياء التقنية وتكنولوجيا النانو، الجامعة التكنولوجية، أنه في الوقت الحالي، يتم إجراء تحليل وتحديد بقايا المضادات الحيوية السامة باستخدام عدد من الطرق مثل كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة، والرحلان الكهربائي الشعري. ، مقايسة الامتصاص المناعي، جهاز الاستشعار البيولوجي البصري... على الرغم من أدائها العالي وحساسيتها والعديد من المزايا الأخرى، إلا أن معظم هذه الطرق لا يمكن تطبيقها مباشرة للكشف عن المضادات الحيوية، لأنها تتطلب إجراءات معالجة وتنفيذ معقدة، وتكلفة عالية، وتستغرق وقتا طويلا، وتتطلب العديد من الشروط أثناء تحضير العينة.
وقال الدكتور هونغ إن تقنية التحليل الكهروكيميائي الخالية من الملصقات والتي تعتمد على أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية تعتبر حلاً محتملاً بفضل عملية التحليل البسيطة والاستجابة السريعة والحساسية والانتقائية العالية والتكلفة المنخفضة ورسوم التحليل المنخفضة. نتائج أبحاث المجموعة إيجابية للغاية، حيث تحقق الأهداف المحددة ولها تطبيق عملي جيد ويمكن أن تستمر في التطوير.
واقترحت أن موضوع بحث المجموعة الطلابية يمكن أن يساعد الوحدات والسلطات والشركات على تطبيقه في تتبع ومراقبة جودة الأغذية.
حاليًا، يواصل فريق البحث مواصلة البحث وتطوير المواد النانوية المغناطيسية لتعديل الأقطاب الكهربائية وتحسين عملية التصنيع وتحسين خصائص أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية. وقال الدكتور هونغ: "سيتم اختبار المواد المستخدمة للتعديل بمواد نانوية مصنوعة بطرق مختلفة، مع تغيير الظروف التكنولوجية لتحسين الأداء الكهروكيميائي والحساسية والانتقائية للكشف عن أشكال متعددة من المضادات الحيوية والمواد السامة".
تشير الدراسات إلى أن الاستخدام المفرط غير المنضبط للمضادات الحيوية CAP في الماشية والزراعة أدى إلى احتواء الأغذية على بقايا المضادات الحيوية. استخدام الأطعمة التي تحتوي على المضادات الحيوية لفترة طويلة أو بشكل مستمر يمكن أن يسمم الجسم، مما يسبب عدم تنسج النخاع مما يؤدي إلى فقر الدم، وسرطان الدم ومتلازمة الرمادي (متلازمة غراي) مما يسبب زرقة، وانهيار الأوعية الدموية ويمكن أن يسبب الوفاة، وهو شائع عند الأطفال حديثي الولادة، وخاصة الأطفال المبتسرين. .
بيش ثاو
