Studierende bauen ein Gerät zum Nachweis von Antibiotikarückständen in Lebensmitteln

Ab August 8 begannen Tran Van Dinh und Nguyen Van Khanh, Studenten der K2022 University of Technology, den Prozess der Bestimmung der Antibiotikarückstände von Chloramphenicol (CAP) in Lebensmitteln auf der Grundlage elektrochemischer Analysetechniken zu untersuchen.

Tran Van Dinh, ein Vertreter des Forschungsteams, sagte, dass es sich bei den vom Team in der Forschung verwendeten Materialien um superparamagnetische Fe3O4-Nanopartikel handelt, die zur Modifizierung der Elektrode des elektrochemischen Sensors verwendet werden, wodurch die Leistung verbessert und die Effizienz erhöht wird. Signalverstärkung zum Nachweis von CAP-Antibiotikarückständen in Lebensmitteln in geringen Konzentrationen.

Superparamagnetische Fe3O4-Nanopartikel wurden aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit, chemischen Stabilität und hervorragenden elektrochemischen Leistung ausgewählt. Insbesondere Fe3O4-Partikel weisen eine gute Biokompatibilität, eine hohe Adsorptionskapazität für organische Substanzen wie CAP in Lebensmitteln und niedrige Produktionskosten auf.

Unter Anleitung von Dozenten entwickelte das Forschungsteam innerhalb von sieben Monaten das Gerät mit 7-Elektroden-Sensortechnologie und drei Funktionen (Arbeiten, Vergleichen und Referenzieren). Das Gerät basiert auf dem Prinzip eines elektrochemischen Sensors, der mit Antibiotika interagiert. Die Veränderung dieser Wechselwirkung wird auf dem elektrochemischen Messsystem aufgezeichnet.

Insbesondere interagieren superparamagnetische Fe3O4-Nanopartikel auf der Arbeitselektrode des Sensors mit CAP-Antibiotika, die in Lebensmittelproben vorhanden sind. Sobald die Wechselwirkung auftritt, ändern sich die elektrochemischen Parameter und der Widerstand des Sensors. Diese Änderung wird erfasst und anschließend in das Mess- und Regelsystem eingegeben.

Durch Messgeräte und Signalanalysemethoden wird der durch den Sensor gemessene Wert verarbeitet und analysiert, um so CAP-Antibiotikarückstände in Lebensmittelproben zu bestimmen. Die Zeit für eine Analyse beträgt in der Regel 3-5 Minuten.

Für den Einsatz werden Lebensmittelproben wie Fleisch, Meeresfrüchte etc. aufbereitet und gescreent. Anschließend wird die Lebensmittelprobe in einen elektrochemischen Sensor gegeben, der an ein elektrochemisches Messsystem angeschlossen ist, um das Signal aufzuzeichnen und zu verarbeiten.

Als Ergebnis erkannte das Gerät 5 μm CAP-Rückstände in Milchproben und 25 μm in Fleischproben sowie in einigen anderen Lebensmittelproben wie Garnelen, Fisch, Wasserquellen usw. Rückstände von Antibiotika ermöglichen Rückstände in den meisten Arten von Lebensmitteln. Übliche Lebensmittel bei 0,3 μm.

Dinh fügte hinzu, dass für den Einsatz dieses elektrochemischen Sensortechnologiegeräts eine Reihe von Probenvorbereitungsverfahren erforderlich seien. Diese Schritte werden im Labor durchgeführt.

Das Team hofft, dass das Produkt in Zukunft durch die Entwicklung der Technologie und die anschließende Forschung zu einem kompakten Gerät oder Teststreifen verbessert wird. Seitdem können Menschen zu Hause einen Selbsttest auf Antibiotikarückstände in Lebensmitteln durchführen, ohne dafür ein Labor aufsuchen oder über spezielle Fachkenntnisse verfügen zu müssen. Wenn das Produkt kommerzialisiert wird, trägt es zur Kontrolle der Lebensmittelqualität und zum Schutz der Gesundheit der Menschen bei.

Nguyen Thi Minh Hong, Dozent an der Fakultät für Technische Physik und Nanotechnologie der Technischen Universität, schätzte ein, dass die Analyse und Bestimmung toxischer Antibiotikarückstände derzeit üblicherweise mit einer Reihe von Methoden durchgeführt wird, wie zum Beispiel: Dünnschichtchromatographie, Kapillarelektrophorese , Immunosorbens-Assay, optischer Biosensor... Trotz der hohen Effizienz, Empfindlichkeit und vielen anderen Vorteilen können die meisten dieser Methoden nicht direkt zum Nachweis von Antibiotika angewendet werden, da sie eine komplexe, teure, zeitaufwändige und teure Manipulation und Implementierung erfordern Verfahren, die viele Bedingungen während der Probenvorbereitung erfordern.

Dr. Hong sagte, dass die auf elektrochemischen Sensoren basierende nicht markierende elektrochemische Analysetechnik aufgrund ihres einfachen Analyseprozesses, der schnellen Reaktion, der hohen Empfindlichkeit und Selektivität sowie der geringen Kosten und der geringen Kosten als mögliche Lösung bewertet wird. Die Forschungsergebnisse der Gruppe sind sehr positiv, sie erreichen die gesetzten Ziele, haben eine gute Anwendbarkeit in der Praxis und können sich weiterentwickeln.

Sie schlug vor, dass das Forschungsprojekt der Studentengruppe Einheiten, Behörden und Unternehmen bei der Rückverfolgung und Kontrolle der Lebensmittelqualität unterstützen kann.

Derzeit forscht und entwickelt das Forschungsteam weiterhin magnetische Nanomaterialien, um die Elektrode zu modifizieren, den Herstellungsprozess zu optimieren und die Eigenschaften des elektrochemischen Sensors zu verbessern. „Die für die Modifikation verwendeten Materialien werden mit Nanomaterialien getestet, die mit verschiedenen Methoden hergestellt werden, wobei die technologischen Bedingungen geändert werden, um die elektrochemische Leistung, Empfindlichkeit und Selektivität für die Erkennung von Polymorphismus zu verbessern. Formen von Antibiotika und toxischen Substanzen“, sagte Dr. Hong.

Studien zeigen, dass der übermäßige Einsatz von CAP-Antibiotika in der Nutztierhaltung und unkontrollierter Anbau dazu geführt hat, dass Lebensmittelrückstände Antibiotikarückstände enthalten. Der Verzehr von Lebensmitteln mit Antibiotikarückständen über einen längeren Zeitraum oder der kontinuierliche Verzehr kann toxische Wirkungen auf den Körper haben, eine Markaplasie verursachen, die zu Anämie, Leukämie und Gray-Syndrom mit Zyanose und Gefäßkollaps führt und zum Tod führen kann, am häufigsten bei Neugeborenen, insbesondere bei Frühgeborenen …

Bich Thao