Upptäcker mat och kosmetisk förstörelse och kontaminering. Identifiera nya medicinalväxter i en avlägsen djungel. Autentisering av te och vin. Forskare har utvecklat en låg kostnad, portabla, pappersbaserad sensor som potentiellt kan utföra alla dessa funktioner med lättavlästa resultat.

Forskarna presenterar sina resultat idag vid det 254:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS). ACS, världens största vetenskapliga sällskap, håller mötet här till och med torsdag. Den har nästan 9, 400 presentationer om ett brett spektrum av vetenskapliga ämnen.

"Jag har alltid varit intresserad av att utveckla teknologier som är tillgängliga för både industrin och den allmänna befolkningen, "Silvana Andreescu, Ph.D., säger. "Mitt labb har byggt en mångsidig avkänningsplattform som innehåller alla nödvändiga reagenser för detektion i ett papper. Samtidigt, den är anpassningsbar till olika mål, inklusive livsmedelsföroreningar, antioxidanter och fria radikaler som indikerar förstörelse."

Det som skiljer Andreescus sensorer från andra, hon säger, är nanostrukturerna de använder för att fånga och binda till föreningar de letar efter.

"De flesta som arbetar med liknande sensorer använder lösningar som migrerar på kanaler, " säger Andreescu. "Vi använder stabila, oorganiska partiklar som är redoxaktiva. När de interagerar med de ämnen vi vill upptäcka, de ändrar färg, och intensiteten av förändringen talar om för oss hur koncentrerad analyten är."

Dessutom, eftersom alla reagenser som behövs för att använda enheten är inkorporerade i papperet, användare behöver inte lägga till något annat än provet som testas.

De potentiella tillämpningarna är omfattande. Till exempel, mycket av hennes sensorarbete hittills har fokuserat på att upptäcka antioxidanter i te och vin. Andreescu, som är på Clarkson University, och hennes kollegor har funnit att dessa produkter har unika antioxidant-"fingeravtryck" som kan användas för autentiseringsändamål. Den bärbara sensorn kan också användas av forskare som utforskar avlägsna platser, som Amazonas regnskog, på jakt efter naturliga källor till antioxidanter, konstaterar hon.

På senare tid, Andreescu utökade sitt arbete för att utrota livsmedelsföroreningar och miljöföroreningar. En sensorprototyp kan upptäcka ochratoxin A, ett svamptoxin som ofta finns i en rad produkter, inklusive flingor och kaffe. Hon säger att denna riktning skulle kunna utökas ytterligare för att leta efter salmonella och E coli .

Nu, hennes team tar arbetet i ännu en riktning, utveckla pappersbaserade enheter som ändrar färg när kosmetika och mat blir dåliga. Dessa sensorer binder till de reaktiva syreämnena som produkter ackumuleras när de åldras och så småningom förstöras. Även om testning av denna applikation fortfarande pågår, Andreescu säger att den här tekniken en dag skulle kunna införlivas i smarta etiketter som skulle tala om för konsumenterna när de ska kasta ut en produkt.