MIT利用蠶絲製微針陣列,開發可檢測食品污染、腐壞之感測器

 

刊登日期:2020/10/14
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美國麻省理工學院(MIT)發表利用蠶絲製作「微針陣列(Microneedle Array)」,開發了一項食品感測器,將微針刺穿至食品的塑膠包裝內,即可透過刺入食品的微針顏色變化,檢測出食品是否出現腐壞或受到污染的徵兆。

MIT的「微針陣列」是利用從蠶絲抽取出的食用蛋白質「蠶絲蛋白(Fibroin)」溶液置入矽膠製鑄型中乾燥成形,並利用毛細現象設計成在感測器背面導入流體的設計。微針長度約為1.6mm、寬度約0.6mm,且利用生質油墨在微針表面印製「E」或「C」等字母,當接觸到特定分子或特定pH值範圍時,油墨產生反應,促使文字顏色出現變化,即可辨識出食物腐壞的狀況。

此外,MIT也開發了2種生質油墨,其中一種生質油墨混合了對大腸桿菌分子具有敏感性的抗體,抗體與大腸桿菌分子接觸後,抗體形狀出現變化而與周圍的聚合物產生物理性的推力,生質油墨的光吸收方法有所變化,顏色也因此隨之改變,是一項透過顏色變化發現細菌污染的檢測機制。另一款生質油墨則是利用對腐壞相關之pH值敏感的物質製作而成。

在實驗中,MIT將感染大腸桿菌的溶液注入生魚片中,並將感測器裝設在生魚片上,約經過16小時,檢測大腸桿菌的生質油墨出現反應,英文字母顏色從藍色轉變成紅色。再經過數小時後,對pH值反應敏感的生質油墨也呈現反應,字母顏色出現變化,顯示魚肉已開始腐壞。

研究團隊表示,蠶絲為可食用且無毒的物質,可做為食材使用,且具有可充分貫穿肉類、水果、蔬菜等多種細胞組織的機械強度。此外,與既有檢查食品表面的感測器不同,新開發的感測器的最大優點在於無須開封食品包裝就能檢查食品品質。今後利用新技術,將可望減少無謂的食品廢棄。


資料來源: https://news.mit.edu/2020/velcro-food-sensor-spoilage-0909
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