Khoa học tự nhiên

Tính chất tinh thể quang tử của tảo hóa thạch có triển vọng cải thiện an toàn thực phẩm (08/05/2018)

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Oregon và các cộng sự ở Trung Quốc đã sử dụng tàn dư hóa thạch của tảo để phát hiện rất nhạy các chất ô nhiễm độc hại trong thực phẩm.

Kết quả nghiên cứu rất quan trọng vì số liệu thống kê các bệnh liên quan đến thực phẩm của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh đã phác họa một bức tranh ảm đạm: mỗi năm 48 triệu người bị ốm do thực phẩm nhuộm màu, 128.000 người phải nằm viện và 3.000 người tử vong.

Nghiên cứu liên quan đến diatomit bắt nguồn từ thành tế bào hóa thạch của tảo cát và các hạt nano vàng. Tảo cát có hơn 200 loài, có tiềm năng lớn cho cảm biến sinh học với các thành tế bào phức tạp được gọi là vỏ tảo cát cung cấp các ứng dụng triển vọng của công nghệ nano. Diatomit chủ yếu bao gồm biosilica hydrat với các lỗ nano và có tính chất tinh thể quang tử. Các tính chất này cho phép cấu trúc nano thay đổi chuyển động của ánh sáng, như ánh kim của đá opal, loại đá quý sánh ngang với vỏ tảo cát.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng diatomit làm chất nền của đĩa sắc ký một lớp mỏng (TLC) và cũng là chất nền cho tán xạ Raman tăng cường bề mặt. Đĩa sắc ký lớp mỏng là công nghệ đơn giản, lâu đời được ứng dụng phổ biến để tách phân tử nhỏ và Quang phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là nền tảng phát hiện các tác nhân sinh hóa. Sự kết hợp của TLC và SERS tạo ra một công cụ mạnh mẽ để phát hiện tại chỗ các chất ô nhiễm đơn giản và nhanh chóng mà không cần bước tiền xử lý mẫu. 

Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thiết bị tinh thể quang tử theo dõi thành công histamine trong cá hồi và cá ngừ. Wang cho biết: “Histamine sinh ra từ quá trình phân hủy thịt, không mùi, vị. Ai ăn phải histamine sẽ xuất hiện các triệu chứng như đau đầu và phát ban”.

Cá tươi thường chứa lượng histamine không đáng kể, nhưng một số loại cá như cá ngừ và cá mòi đặc biệt dễ sản sinh histamine nếu nó không được lưu trữ phù hợp trước khi tiêu thụ. Mọi người không thể biết được mình đang ăn histamine và cũng khó phát hiện ra bằng phương pháp khoa học.

Ông Wang cho rằng: “Rất dễ phát hiện histamine trong dung dịch, nhưng khó phát hiện trong thực phẩm vì giao diện nền tảng bắt nguồn từ những thành phần rắc rối của thịt. Protein, mỡ, carbonhydrat che khuất tín hiệu của histamine khi bạn cố phát hiện ra nó”. Tuy nhiên, các tính chất tinh thể quang tử của diatomit đóng vai trò như bộ khuếch đại mới và mạnh cho phát hiện quang học.

Theo ông Wang, các hạt nano vàng và lớp diatomit cung cấp cường độ tín hiệu SERS lớn gấp gần 10 lần so với đĩa sắc ký gel silica phổ biến. Họ đã chế tạo được một thiết bị đơn giản và giá rẻ để tách và xác định các chất ô nhiễm. Thiết bị này có thể được sử dụng như cảm biến sinh học giá rẻ, hiệu quả để theo dõi nhiều thành phần độc hại trong các mẫu thực phẩm.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Materials.

Nguồn: N.P.D (NASATI)/Vista.gov.vn

Cập nhật: 03/5/2018