Применив технологию электрохимических датчиков, группа студентов из Технологического университета (VNU) разработала устройство, которое может определять остатки антибиотиков в молоке, мясе, морепродуктах... в низких концентрациях.
С августа 2022 года студенты класса K65 Технологического университета Тран Ван Динь и Нгуен Ван Кхань начали исследовать процесс определения остатков антибиотика хлорамфеникола (ХАП) в пищевых продуктах на основе методов электрохимического анализа.
Представитель исследовательской группы Тран Ван Динь сообщил, что материал, используемый группой в исследовании, представляет собой суперпарамагнитные наночастицы Fe3O4, которые используются для модификации электрода электрохимического датчика, тем самым улучшая производительность и усиливая сигнал обнаружения остатков антибиотиков группы CAP в пищевых продуктах при низких концентрациях.
Суперпарамагнитные наночастицы Fe3O4 были выбраны из-за их высокой электропроводности, химической стабильности и превосходных электрохимических характеристик. В частности, частицы Fe3O4 обладают хорошей биосовместимостью, высокой адсорбционной способностью по отношению к органическим веществам, таким как CAP в пищевых продуктах, и низкой себестоимостью производства.
Кривая CV используется для измерения чувствительности и сигнала датчика, когда электрохимическое устройство подключено к компьютеру. Фото: NVCC
Под руководством преподавателей за 7 месяцев исследовательская группа разработала устройство с трехэлектродной сенсорной технологией, выполняющее три функции (рабочая, сравнительная и опорная). Устройство построено по принципу электрохимических датчиков, взаимодействующих с антибиотиками. Изменение этого взаимодействия будет зарегистрировано в системе электрохимических измерений.
В частности, суперпарамагнитные наночастицы Fe3O4 на рабочем электроде сенсорного устройства будут взаимодействовать с антибиотиком CAP в образце пищи. Как только произойдет взаимодействие, электрохимические и резистивные параметры датчика изменятся. Это изменение регистрируется и передается в систему измерения и контроля.
С помощью измерительных приборов и методов анализа сигналов измеренные значения через датчик обрабатываются и анализируются, тем самым определяя остаточное содержание антибиотиков группы CAP в образцах пищевых продуктов. Время анализа обычно составляет от 3 до 5 минут.
Для использования образцы пищевых продуктов, таких как мясо, морепродукты... подготавливаются и обрабатываются для скрининга. Далее образец пищи вводится в электрохимический датчик, подключенный к электрохимической измерительной системе, для регистрации и обработки сигнала.
В результате устройство обнаружило остаток CAP в количестве 5 мкм в образцах молока и 25 мкм в образцах мяса, а также в некоторых других образцах пищевых продуктов, таких как креветки, рыба, источники воды... Допустимый остаток антибиотика в большинстве распространенных продуктов питания составляет 0,3 мкм.
Динь добавил, что для применения этого устройства на основе электрохимической сенсорной технологии необходимо выполнить некоторые процессы подготовки образцов. Эти этапы выполняются в лаборатории.
Исследовательская группа надеется, что в будущем, с развитием технологий и дальнейшими исследованиями, продукт будет усовершенствован и превратится в компактное устройство или тест-полоску. Теперь люди могут проверять остатки антибиотиков в продуктах питания дома, не посещая лабораторию и не имея специальных знаний. Когда продукт будет выведен на рынок, он будет способствовать контролю качества продуктов питания и защите здоровья людей.
Доктор Нгуен Тхи Минь Хонг, преподаватель факультета инженерной физики и нанотехнологий Технологического университета, подсчитала, что в настоящее время анализ и определение остатков токсичных антибиотиков часто проводятся с помощью ряда методов, таких как тонкослойная хроматография, капиллярный электрофорез, иммуносорбентный анализ, оптические биосенсоры... Несмотря на их высокую эффективность, чувствительность и многие другие преимущества, большинство из этих методов не могут быть напрямую применены для обнаружения антибиотиков, поскольку они требуют сложных операций и процессов внедрения, высоких затрат, времени и требуют соблюдения множества условий при подготовке образцов.
Доктор Хонг отметил, что методы электрохимического анализа без использования меток, основанные на электрохимических датчиках, считаются потенциальным решением благодаря простоте процесса анализа, быстрому отклику, высокой чувствительности и селективности, а также низкой стоимости анализа. Результаты исследований группы весьма позитивны, достигают поставленных целей, имеют хорошую практическую применимость и могут быть продолжены в развитии.
Она предположила, что тема исследования студенческой группы может помочь подразделениям, органам власти и предприятиям применять ее для отслеживания и контроля качества продуктов питания.
В настоящее время исследовательская группа продолжает проводить дальнейшие исследования и разрабатывать магнитные наноматериалы для модификации электродов, оптимизации процесса изготовления и улучшения свойств электрохимических датчиков. «Материалы, используемые для модификации, будут испытаны с использованием наноматериалов, изготовленных различными методами, изменяя технологические условия для повышения электрохимической эффективности, чувствительности и селективности для обнаружения различных антибиотиков и токсичных веществ», — сказал доктор Хонг.
Исследования показывают, что неконтролируемое использование антибиотиков группы CAP в животноводстве и растениеводстве привело к тому, что в пищевых продуктах по-прежнему содержатся остатки антибиотиков. Употребление в пищу продуктов с остаточным содержанием антибиотиков в течение длительного времени или постоянное их употребление может вызвать отравление организма, аплазию костного мозга, приводящую к анемии, лейкемии и серому синдрому, вызывающему цианоз, сосудистую недостаточность и способному привести к смерти, что часто наблюдается у новорожденных, особенно недоношенных детей...
Бич Тао
Ссылка на источник
Комментарий (0)