结果是，这些传感器——用高分辨率的气溶胶喷印机印在柔性聚合物薄膜上，并调整为检测组胺(一种过敏原和变质的鱼和肉的指示剂)——可以检测到每百万分之3.41的组胺。
美国食品和药物管理局(U.S. Food and Drug Administration)将鱼体内的组胺含量设定为百万分之50，这使得传感器的灵敏度足以追踪食品的新鲜度和安全性。
使这种传感器技术成为可能的是石墨烯，这是一种只有原子厚度的碳蜂窝，以其强度、导电性、灵活性和生物相容性而闻名。将石墨烯应用于一次性食品安全传感器是一种低成本的喷雾喷印技术，它的精确度足以制造出电化学传感器检测组胺等小分子所需的高分辨率电极。
“这种精确的分辨率很重要，”爱荷华州立大学机械工程副教授、该研究项目负责人之一乔纳森·克劳森(Jonathan Claussen)说。“一般来说，我们打印电极手指的距离越近，这些生物传感器的灵敏度就越高。”
克劳森和其他项目负责人——爱荷华州立大学机械工程副教授卡门·戈麦斯;马克·赫尔萨姆，伊利诺斯州埃文斯顿西北大学材料科学与工程的沃尔特·p·墨菲教授，最近在《2D材料》杂志在线发表的一篇论文中报告了他们的传感器发现。
国家科学基金会、美国农业部、空军研究实验室和国家标准与技术研究所都支持该项目。
这篇论文描述了石墨烯电极是如何被气溶胶喷射印刷在柔性聚合物上，杏耀招商然后通过将组织胺抗体与石墨烯化学结合转化为组织胺传感器的。抗体专门结合组胺分子。
组胺阻断电子传递并增加电阻，Gomes说。电阻的变化可以由传感器测量和记录。
“这种组胺传感器不仅适用于鱼类，”戈麦斯说。“食物中的细菌产生组胺。所以它可以很好地指示食品的保质期。”
研究人员认为，这一概念也适用于检测其他种类的分子。
他们在研究论文中写道:“除了这里介绍的组胺案例研究外，(气溶胶喷射打印)和功能化过程可能被推广到各种传感应用，包括环境毒素检测、食物病原检测、可穿戴式健康监测和健康诊断。”
例如，通过切换与打印传感器连接的抗体，他们可以检测沙门氏菌、癌症或禽流感等动物疾病，研究人员写道。
Claussen, Hersam和其他合作者(见侧栏)通过修改喷雾打印传感器来检测细胞因子或炎症标志物，证明了这项技术的广泛应用。据ACS应用材料与接口公司最近发表的一篇论文报道，这种传感器可以监测牛的免疫系统功能，并在早期检测出致命的传染性副结核。
克劳森从事石墨烯印刷研究多年，杏耀招代理他说，这种传感器还有另一个非常有用的特点:它们不需要很多钱，而且可以大规模生产。
“任何食物传感器都必须非常便宜，”戈麦斯说。“你必须检测大量的食品样本，不能增加太多成本。”
克劳森和戈麦斯对食品工业以及食品安全检测方法有所了解。克劳森是NanoSpy Inc.的首席科学官，戈麦斯是NanoSpy Inc.的首席研究官，NanoSpy是一家位于爱荷华州立大学研究园区的初创公司，向食品加工公司出售生物传感器。
他们说，该公司正在批准这种新的组胺和细胞因子传感器技术。
毕竟，这正是他们在商业传感器中寻找的。克劳森说:“这是一个廉价的、可扩展的生物传感器平台。”
