Biyoaktif kağıt - Bioactive paper

Biyoaktif kağıt yiyecek ve sudaki çeşitli kirleticileri tanımlayabilen kağıt tabanlı bir sensördür. İlk olarak 2009'da geliştirilen biyoaktif kağıt araştırması devam ediyor ve 2011'de toplam 7.5 milyon CAD tutarında 5 yıllık bir hibe verildi.[1] Tarafından geliştirilmiştir. biyosensör sahne seviyesi, yani algılayabileceği anlamına gelir Tarım ilacı[2] ancak henüz toksinleri püskürtemiyor ve etkisiz hale getiremiyor. Bununla birlikte, potansiyel tehlikeleri tespit etme kabiliyetinin aşağıdakiler için uygulamaları vardır: insan sağlığı ve Güvenlik.[3] Biyoaktif kağıdın faydaları basit, taşınabilir, tek kullanımlık ve ucuz olmasıdır.[4]

Geliştirme

Biyoaktif kağıt, araştırmacılar, endüstri ve üniversite, ortaklar ve öğrencilerden oluşan bir konsorsiyum olan Kanada'nın Sentinel Biyoaktif Kağıt Ağı tarafından geliştirilmiştir.[1] Ağ, McMaster Üniversitesi tarafından Hamilton, Ontario ve bilimsel direktör Dr. Robert Pelton ve Dr. George Rosenberg tarafından yönetilmektedir. Genel müdür.

John Brennan ve araştırma ekibi McMaster Üniversitesi kombinasyonlarına dayanan kirletici algılayıcı biyosensörleri yazdırarak biyoaktif kağıt oluşturma yöntemini geliştirdi. antikorlar, enzimler, aptamers veya bakteriyofajlar, kağıdın yapısına.[1] Bu kombinasyonlar daha sonra kendilerini patojenlere ve diğer kontaminantlara bağlanarak saptanabilir bir tepkiye neden olur. Biyolojik olarak aktif kimyasallar, mevcut kağıt yapımı ve yüksek hızlı baskı işlemleri kullanılarak kağıda veya kağıda basılabilen, kaplanabilen veya emprenye edilebilen bir "mürekkep" biçimindedir. Bu mürekkep farklı katmanlarda kaplanmıştır. Mürekkep, normal bir bilgisayar yazıcı kartuşu, ancak onu yapan özel katkı maddelerine sahiptir. biyouyumlu.

Biyouyumludur silika nanopartiküller önce kağıda bırakılır, ardından enzimi içeren başka bir mürekkep uygulanır. Biyo-mürekkep sonucu, kağıt üzerindeki silika içinde hapsolmuş ince bir enzim filmi oluşturur.[5]Kağıt bir toksine maruz kaldığında, mürekkepteki moleküller numunedeki toksin miktarına bağlı olarak renk değiştirir.

Biyoaktif kağıt henüz halka açık olmasa da ticarileştirmeye yaklaşıyor. Biyoaktif kağıt aynı zamanda iyi bir raf ömrü. Araştırmacılar, şeridin uygun şekilde saklandığında en az iki ay boyunca etkili bir şekilde kullanılabileceğini söyledi.

Başvurular

Biyoaktif kağıdın güncel bir uygulaması, biyoterörizm ve besin Güvenliği algılayabildiği gibi asetilkolinesteraz veya a sinir ajanı.[3] Bu ilerlemeyle birlikte biyoaktif kağıt, askeri ve ambalaj endüstrisi için ilgi çekici bir ürün haline geldi.[3] Daha fazla biyoaktif kağıt uygulaması geliştirmek için çabalar devam ederken, şu anda dört ana biyoaktif kağıt kullanımı ve araştırması alanı bulunmaktadır: numune şartlandırma için kağıt tabanlı biyoassay veya kağıt tabanlı analitik cihazlar; gıda ve su kalitesi izleme için patojen tespiti; ambalaj ve inşaat endüstrilerinde sahtecilik ve karşı uydurma; ve antimikrobiyal kağıt kullanılarak patojenik bakterilerin deaktivasyonu.[5]

Gıda kaynaklı hastalık

Birleşik Devletlerde her biri yaklaşık 76 milyon gıda kaynaklı hastalık meydana gelir ve 325.000'den fazla hastaneye yatış ve 5.000 ölüme neden olur [Mead ve diğerleri, 1999]. Bu hastalıkların çoğunun nedeni Kampilobakter, Salmonella, Escherichia coli O157: H7 ve Listeria monocytogenes. Sonuç olarak, bu patojenlerle ilgili yıllık tıbbi harcamalar şu anda 7 milyar ABD Dolarını aşmaktadır. Tüketici eğitimi Gıda ürünlerinde güvenilir ve basit patojen tespiti ile birleştiğinde, bu hastalıkların ortaya çıkma sıklığını önemli ölçüde azaltmak için en iyi yöntemi sunar.

En son gelişme, gıdalardaki böcek ilaçlarını yıkandıktan sonra bile tespit edebilmeyi içeriyordu. Bu yenilik, gelişmekte olan ülkeler ucuz oldukları için yiyeceklerinde yasaklı böcek ilaçları kullanabilirler.

Su kirliliği

İçinde gelişen dünya, su çoğu zaman sorgulanabilir niteliktedir ve yerel halkı, içme suyu yaratmak için boşuna sağlıksız bez kullanmak gibi temel filtreleme sistemlerini denemeye zorlar. Bu yöntem açıkça güvenilir değildir ve sonuçlar, özellikle sel ve diğer taşkınlardan sonra tüketim için nadiren güvenlidir. doğal afetler. Küçük su kaplarına batırıldığında patojenleri yok edebilen ve kullanıcıya suyun güvenli olduğuna dair renkli bir gösterge veren biyoaktif bir kağıt şeridin faydalarını düşünün.

Sağlık hizmeti

Biyoaktif kağıdın bir başka potansiyel kullanımı, koruyan yüz maskelerinin oluşturulmasını içerir. sağlık hizmeti virüsleri aktif olarak bağlayarak ve onları filtrenin gözeneklerinden geçmelerini önleyecek şekilde filtre yüzeyine sabitleyerek çalışanları.

Ambalajlama

Bazı bileşenleri kolayca test edebildiğinden, ambalaj endüstrisinde kullanılacak biyoaktif kağıda ilgi vardır. Özellikle, şirketler sahte ürünleri veya tahrifatı tespit etmenin bir yolu olarak biyoaktif kağıdı düşünüyor.[4] Diğer kullanımlar arasında mikrobiyal algılama veya olası antimikrobiyal özellikler bulunur.[4]

Referanslar

  1. ^ a b c "Biyoaktif Kağıt Araştırmaları, Biyoaktif Kağıt Geliştirme için Ek Fon Sağlıyor". Kağıt para. 2011-03-01. Alındı 2018-03-01.
  2. ^ Kavruk, Murat; Özalp, Veli Cengiz; Öktem, Hüseyin Avni (2013). "Pestisitlerin Miktar Tayini için Taşınabilir Biyoaktif Kağıt Tabanlı Sensör". Kimyada Analitik Yöntemler Dergisi. 2013: 1–8. doi:10.1155/2013/932946. PMC  3736481. PMID  23971002.
  3. ^ a b c Pelton, Robert (2009). "Biyoaktif kağıt, teşhis için düşük maliyetli bir platform sağlar". Analitik Kimyada TrAC Trendleri. 28 (8): 925–942. doi:10.1016 / j.trac.2009.05.005. PMC  7127295.
  4. ^ a b c Kong, Fanzhi; Hu, Yim Eğlence (2012). "Biyoaktif kağıt üretimi için biyomolekül immobilizasyon teknikleri". Analitik ve Biyoanalitik Kimya. 403 (1): 7–13. doi:10.1007 / s00216-012-5821-1. PMID  22367243.
  5. ^ a b Zhao, Zhengyang; Tian, ​​Junfei; Wu, Zhangxiong; Liu, Jian; Zhao, Dongyuan; Shen, Wei; O, Lizhong (2013-08-28). "Enzimle hareketsizleştirilmiş mezogözenekli silika nanorodları kağıda implante ederek biyoaktif kağıtların enzimatik stabilitesini artırmak". Malzeme Kimyası B Dergisi. 1 (37): 4719. doi:10.1039 / c3tb20953a. ISSN  2050-7518.
  • Hossain, S.M.Z .; Luckham R.E .; Smith, A.M .; Lebert, J.M .; Davies, L.M .; Pelton, R .; Filipe, C.D.M .; Brennan, J.D. “Piezoelektrik kullanarak nörotoksinlerin tespiti için biyoaktif kağıt sensörünün geliştirilmesi mürekkep püskürtmeli yazıcı nın-nin sol-jel türetilmiş biyo bağlantılar. " Anal. Chem., 2009, görünecek.
  • Jabrane, T.; Dube M .; Mangin, P.J. "Kağıt yüzeyinde bakteriyofaj immobilizasyonu: Katyonik ön kaplama tabakasının etkisi." PAPTAC 95. Yıllık Toplantısında, Montreal, 2009; s 311–315.
  • Pelton, R. "Biyoaktif kağıt - teşhis için düşük maliyetli bir platform." Trendler Anal. Chem. 2009, görünecek.
  • Zhao, W.A .; Ali, M.M .; Aguirre, S.D .; Brook, M.A .; Li, Y.F. "Altın nanopartikül kolorimetrik problar kullanan kağıt tabanlı biyoanalizler." Anal. Chem., 2008, 80 (22): 8431-8437.
  • Zhao, W .; Brook, M.A .; Li, Y.F. "Altın nanopartikül tabanlı kolorimetrik biyoalgılama deneylerinin tasarımı." ChemBioChem, 2008, 9 (15), 2363-2371.
  • Zhao, W .; Chiuman, W .; Lam J.C.F .; Mcmanus, S.A .; Chen, W .; Cui, Y; Pelton, R .; Brook, M.A .; Li, Y. “Altın nanopartiküller üzerinde katlanan DNA aptamer: kolloid kimyası biyosensörlere. " J. Am. Chem., 2008, 130 (11): 3610-3618.