電気化学センサー技術を応用し、工科大学（VNU）の学生グループは、牛乳、肉、魚介類などに含まれる低濃度の抗生物質残留物を判定できる装置を開発しました。
2022年8月から、工科大学K65クラスの学生であるトラン・ヴァン・ディンさんとグエン・ヴァン・カーンさんは、電気化学分析技術に基づいて食品中の抗生物質クロラムフェニコール（CAP）の残留物を決定するプロセスの研究を開始しました。
研究チームの代表であるトラン・ヴァン・ディン氏は、研究チームが研究に使用した材料は超常磁性Fe3O4ナノ粒子であり、電気化学センサーの電極を改変するために使用され、それによって性能が向上し、食品中の低濃度のCAP抗生物質残留物の検出信号が強化されたと述べた。
超常磁性 Fe3O4 ナノ粒子は、高い電気伝導性、化学的安定性、優れた電気化学的性能を理由に選択されました。特に、Fe3O4粒子は生体適合性に優れ、食品中のCAPなどの有機物に対する吸着能力が高く、生産コストが低いという特徴があります。
CV 曲線は、電気化学デバイスをコンピューターに接続したときにセンサーの感度と信号を測定するために使用されます。写真: NVCC
研究チームは講師の指導の下、7 か月かけて 3 つの機能 (作業、比較、参照) を備えた 3 電極センサー技術を使用したデバイスを設計しました。この装置は、抗生物質と相互作用する電気化学センサーの原理に基づいて構築されています。この相互作用の変化は電気化学測定システムに記録されます。
具体的には、センサーデバイスの作用電極上の超常磁性 Fe3O4 ナノ粒子が、食品サンプル内の抗生物質 CAP と相互作用します。相互作用が発生するとすぐに、センサーの電気化学的パラメータと抵抗パラメータが変化します。この変化は記録され、測定および制御システムに送られます。
測定装置と信号分析方法により、センサーを通した測定値が処理・分析され、食品サンプル中のCAP抗生物質の残留物が判定されます。分析にかかる時間は通常 3 ～ 5 分です。
使用にあたっては、肉、魚介類などの食品サンプルを準備し、検査用に加工します。次に、食品サンプルを電気化学測定システムに接続された電気化学センサーに導入し、信号を記録して処理します。
その結果、この装置は牛乳サンプルでは 5μm、肉サンプルでは 25μm の CAP 残留物を検出しました。また、エビ、魚、水源などの他の食品サンプルでも検出されました。最も一般的な食品における抗生物質残留物の許容範囲は 0.3μm です。
ディン氏は、この電気化学センサー技術デバイスを適用するには、いくつかのサンプル準備プロセスを実行する必要があると付け加えた。これらの手順は実験室で実行されます。
研究チームは、今後、技術の発展とさらなる研究により、この製品がコンパクトなデバイスやテストストリップに改良されることを期待しています。そこから、人々は研究室に行ったり特別な専門知識を持たなくても、自宅で食品中の抗生物質残留物をチェックできるようになります。製品化されれば、食品の品質管理や人々の健康の保護に貢献することになるだろう。
工科大学工学物理・ナノテクノロジー学部の講師であるグエン・ティ・ミン・ホン博士は、現在、有毒な抗生物質残留物の分析と測定は、薄層クロマトグラフィー、キャピラリー電気泳動、免疫吸着法、光バイオセンサーなど、さまざまな方法で行われることが多いと評価しました。これらの方法は、効率性、感度、その他多くの利点があるにもかかわらず、操作と実装プロセスが複雑で、コストが高く、時間がかかり、サンプルの準備中に多くの条件が必要になるため、抗生物質の検出に直接適用することができません。
ホン博士は、電気化学センサーに基づくラベルフリーの電気化学分析技術は、分析プロセスが簡単で、応答が速く、感度と選択性が高く、分析コストが低いため、潜在的な解決策になると考えられていると述べました。グループの研究成果は非常に良好で、設定された目標を達成し、実用性も高く、今後も発展が期待できます。
彼女は、学生グループの研究テーマが、各部署、当局、企業が食品の品質の追跡と管理に応用するのに役立つ可能性があると示唆した。
現在、研究チームは、電極の改良、製造プロセスの最適化、電気化学センサーの特性向上を目的とした磁性ナノ材料のさらなる研究・開発を続けています。 「改質に使用される材料は、さまざまな方法で製造されたナノ材料でテストされ、技術条件を変更して電気化学的効率、感度、選択性を向上させ、さまざまな抗生物質や毒性物質を検出します」とホン博士は述べています。
研究によると、畜産や農作物栽培におけるCAP抗生物質の無制限な乱用により、食品に抗生物質の残留物が残る状況が生じていることがわかっています。抗生物質が残留している食品を長期間または継続的に摂取すると、体内の中毒、骨髄無形成による貧血、白血病、灰色症候群によるチアノーゼ、循環不全を引き起こし、死に至る可能性があり、新生児、特に未熟児によく見られます...
ビック・タオ
[広告2]
ソースリンク
コメント (0)