Нанопластины из графена определили остроту перца чили

Портативное устройство, созданное учеными из Малайзии и Тайланда, может в реальном времени определять содержание капсаицина в перце чили. Прибор на основе графена, легированного азотом, выполнен в форме перца, и его можно подключать к смартфону. Статья опубликована в журнале ACS Applied Nano Materials.

Острота перца во многом зависит от содержания в нем капсаицина. Жгучесть перца обычно оценивают по шкале Сковилла — американского химика, предложившего в 1912 году органолептический тест для определения остроты перцев. Органолептический тест может дать только субъективные результаты, поэтому позже данные о содержании капсаицина стали получать методами хроматографии, колориметрии, спектрофотометрии и капиллярного электрофореза. Для всех этих тестов нужны лаборатории с дорогим оборудованием и обученный персонал. Кроме того, образцы для тестов нужно специальным образом подготовить.

В последние несколько лет популярностью пользуются электрохимические сенсоры для определения содержания капсаицина в пробах. Уже созданы сенсоры на основе электродов из графена с различными допантами, которые показали высокую чувствительность и хорошую точность, но полноценного доступного прибора так и не было сконструировано.

Асами Соле (Asamee Soleh) из Университета принца Сонгкла с коллегами разработали устройство для прямого определения содержания капсаицина в образцах. Корпус прибора в форме перца ученые напечатали на 3D-принтере. В корпусе находится потенциостат, к которому подключаются сенсор и USB, а также отверстия для проб с фильтрующим слоем. Основой сенсора служит электромеханическое аналитическое приспособление (ePAD) на основе бумаги для хроматографии. Процесс создания ePAD хорошо изучен, подходит для масштабного производства и отличается простотой и низкой стоимостью. Так, из одного листа формата А4 бумаги для хромотографии получается 85 экземпляров ePAD. На бумажную основу нанесены электроды из графеновых нанопластинок, легированных азотом.

Читайте также:  Диетологи: Тыква обладает полезными свойствами для профилактики хронических болезней

Иллюстрация методики изготовления ePAD сенсора

Asamee Soleh et al./ ACS Applied Nano Materials

Поделиться

Для прибора разработчики создали приложение на Android, которое работает в двух режимах. Первый режим создан в исследовательских целях для оптимизации данных и анализа, он показывает электрохимическую характеристику на основе циклической вольтамперометрии, дифференциальной импульсной вольтамперометрии и импедансной спектроскопии. Второй режим предназначен для практического применения и оценки остроты реальных образцов перца. Для удобства приложение может показывать остроту в единицах шкалы Сковилла.

Данные о содержании капсаицина в тестовых образцах, полученные прибором, сравнили с данными спектрофотометрии. Разница в измеренных данных оказалась несущественной. Устройство измерило концентрацию капсаицина в реальных образцах в диапазоне от 6,8 микромоль до 93,2 микромоль с доверительной вероятностью 95% процентов.

Таблица результатов определения содержания капсаицина в шести различных образцах перцев чили с помощью прибора Chilica-pod и спектроскопии

Создателям удалось реализовать в своей разработке простоту использования, низкую стоимость, интересный дизайн, а самое главное: отсутствие строгих требований к подготовке образцов.

Кстати, графен в качестве сенсора полезен не только для определения остроты перца, с его помощью ученые, например, создали экспресс-тест на COVID-19.

Роман Колесов

https://nplus1.ru/

 


Источник

Понравилась статья, оставьте комментарий!

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *