研究人员对他们的新印刷进行了浸液处理传感器放进金枪鱼汤里，看读数。该传感器由高分辨率喷墨打印机打印在柔性聚合物薄膜上，并用于检测组胺(变质鱼类和肉类的一种过敏原和指示剂)，其检测组胺的浓度可降至百万分之3.41。美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)已将鱼类中的组胺含量设定为百万分之50，这使得传感器的灵敏度足以追踪食品的新鲜度和安全性。
使传感器技术成为可能是石墨烯这是一种超级材料，它是一个只有一个原子厚的碳蜂窝，以其强度、导电性、灵活性和生物相容性而闻名。将石墨烯用于一次性食品安全传感器是一种低成本的喷墨打印技术，这种技术足够精确，可以制造出电化学传感器检测小分子(如组织胺)所需的高分辨率电极。“这种良好的分辨率很重要，”爱荷华州立大学(Iowa State University)机械工程副教授、该研究项目的负责人之一乔纳森·克劳森(Jonathan Claussen)说。“一般来说，我们越接近这些电极手指，这些生物传感器的灵敏度就越高。”
克劳森和其他项目负责人- - -爱荷华州立大学机械工程副教授卡门·戈梅斯;以及伊利诺斯州埃文斯顿西北大学材料科学与工程Walter P. Murphy教授Mark Hersam最近在《2D Materials》杂志在线发表的一篇论文中报告了他们的传感器发现。
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这篇论文描述了石墨烯电极是如何通过气溶胶喷射打印在柔性聚合物上，然后通过将组胺抗体与石墨烯化学结合转化为组胺传感器的。这种抗体专门结合组胺分子。
戈麦斯说，组胺阻碍了电子转移，增加了电阻。电阻的变化可以由传感器测量和记录。戈梅斯说:“这种组胺传感器不仅适用于鱼类。””细菌在食品中产生组织胺。所以它可以很好地指示食品的保质期。”
研究人员相信这个概念也可以用于检测其他种类的分子。他们在研究论文中写道:“除了这里展示的组胺案例研究，(气溶胶喷射打印)和功能化过程可能还可以推广到各种传感应用，包括环境毒素检测、食源性病原体检测、可穿戴健康监测和健康诊断。”
研究人员写道，例如，通过切换与打印传感器相连的抗体，他们可以检测沙门氏菌、癌症或动物疾病，如禽流感。
克劳森、赫萨姆和其他合作者已经通过改进气溶胶喷射打印传感器来检测细胞因子或炎症标志物，展示了该技术的更广泛应用。传感器可以监测免疫系统在牛的功能和发现致命和传染性副结核早期阶段。
克劳森多年来一直在研究打印石墨烯。他说，这种传感器还有一个非常有用的特点:成本不高，而且可以大规模生产。“任何食物传感器都必须非常便宜，”戈麦斯说。“你必须测试大量的食品样品，你不能增加很多成本。”
克劳森和戈麦斯对食品工业以及食品安全测试有所了解。克劳森是NanoSpy Inc.的首席科学官，戈梅斯是该公司的首席研究官，该公司位于爱荷华州立大学研究园，从事销售生物传感器食品加工公司。他们说，该公司正在为这种新的组胺和细胞因子传感器技术申请许可。毕竟，这正是他们在商业传感器中寻找的。克劳森说:“这是一个廉价的、可扩展的生物传感器平台。”
来源:爱荷华州立大学
