Нові сенсори не обов'язково використовувати по одному - можна протестувати продукт на наявність відразу безлічі речовин.
Чи можна їсти сир, який ви надовго забули в холодильнику? Чи варто наносити крем, якщо йому п'ять років в обід? Вчені з Університету Кларксона (Clarkson University) сподіваються, що скоро це можна буде дізнатися, просто поглянувши на упаковку. Вони розробляють мініатюрні паперові сенсори для визначення свіжості їжі і косметики, а в майбутньому планують використовувати цю технологію при виробництві «розумної» упаковки. Про свої дослідження вчені розповіли на черговій, 254-й, зустрічі Американського хімічного товариства (American Chemical Society).
Сільвана Андрееску (Silvana Andreescu) і її колеги вже кілька років працюють над сенсорами, здатними виявити певні хімічні сполуки в продуктах харчування і косметиці. Чотири роки тому вони створили датчики, що реагують на наявність антиоксидантів в чаї і вині, а зараз намагаються розширити область їх застосування. "Мене завжди цікавила розробка технологій, які доступні і виробникам, і звичайним людям, - говорить Андрееску. - Співробітники моєї лабораторії створили універсальну платформу, яка об'єднує всі реагенти, необхідні для виявлення хімічних сполук, на клаптику паперу. Водночас її можна застосовувати для різних цілей, у тому числі для реєстрації харчових забруднювачів, антиоксидантів і вільних радикалів, які свідчать про псування продукту ".
Сенсори представляють з себе маленькі паперові кружечки, які змінюють колір, якщо у зразку є певна хімічна сполука - і чим її більше, тим колір насиченіший. Принцип їхньої роботи дуже простий - саме в цьому, за словами Андреєску, і складається перевага нової технології. "Більшість людей, які працюють над аналогічними сенсорами, використовують розчини, що поточні за спеціальними каналами, - пояснює вона. Замість розчинних органічних барвників вчені з Університету Кларксона використовують наночастинки оксидів металів, нанесені на папір. "Все інтегровано в сенсор, - каже Андрееску. - Тут немає каналів, це платформа" все-в-одному ". І оскільки в пристроях містяться всі необхідні реагенти, користувачеві не потрібно нічого додавати - достатньо помістити сенсор на зразок і почекати кілька секунд або хвилин.
Крім тесту на антиоксиданти, дослідники створили прототип, який реєструє наявність охратоксину А - цей харчовий забруднювач можна знайти, наприклад, у злакових і каві. Зараз вони намагаються розширити сферу застосування сенсорів: «вчать» їх шукати нові забруднювачі - в тому числі, сальмонели і E.coli - і працювати не тільки з рідкими продуктами, але і з твердою їжею. Зараз тестувати зразки доводиться вручну, але вчені мають намір вбудувати сенсори в «розумну упаковку» - тоді вони будуть автоматично перевіряти з'єднання, що виділяються продуктом. Андрееску і її наукова група вже почали експерименти в цьому напрямку і сподіваються завершити роботу через п'ять років. За словами дослідника, ціна сенсорів залежить від типу речовин, для якого вони призначені. Якщо при виробництві не потрібні додаткові реагенти, сенсори будуть дешевими, а в тих випадках, коли використовуються ензими або ДНК, вартість збільшиться і буде залежати від ціни компонентів.