Bioaktiv qog'oz - Bioactive paper

Bioaktiv qog'oz oziq-ovqat va suvdagi turli xil ifloslantiruvchi moddalarni aniqlay oladigan qog'ozga asoslangan sensor. Ilk bor 2009 yilda ishlab chiqilgan biofaol qog'oz tadqiqotlari davom etmoqda va 2011 yilda umumiy qiymati 7,5 million dollar bo'lgan 5 yillik grantga sazovor bo'ldi.[1] Da ishlab chiqilgan biosensor sahna darajasi, bu uni aniqlay olishini anglatadi pestitsidlar[2] ammo hali toksinlarni qaytarish va zararsizlantirishga qodir emas. Biroq, uning potentsial xavfni aniqlash qobiliyati uchun dasturlar mavjud inson salomatligi va xavfsizlik.[3] Bioaktiv qog'ozning afzalliklari shundaki, u oddiy, ko'chma, bir martalik va arzon.[4]

Rivojlanish

Bioaktiv qog'oz Kanadaning tadqiqotchilari, sanoat va universitetlar, sheriklar va talabalar konsortsiumi bo'lgan Sentinel Bioactive Paper Network tomonidan ishlab chiqilgan.[1] Tarmoq McMaster University tomonidan joylashtirilgan Xemilton, Ontario va doktor Robert Pelton, ilmiy direktor va doktor Jorj Rozenberg, Boshqaruvchi direktor.

Jon Brennan va uning tadqiqot guruhi Makmaster universiteti birikmalariga asoslangan ifloslantiruvchi moddalarni aniqlaydigan biosensorlarni bosib chiqarish orqali biofaol qog'oz yaratish usulini ishlab chiqdi antikorlar, fermentlar, aptamerlar yoki bakteriofaglar, qog'ozning tuzilishiga.[1] Keyinchalik, bu kombinatsiyalar o'zlarini patogenlar va boshqa ifloslantiruvchi moddalarga yopishtiradi, natijada aniqlanadigan javob. Biologik faol kimyoviy moddalar "siyoh" shaklida bo'lib, u mavjud qog'oz tayyorlash va yuqori tezlikda bosib chiqarish jarayonlaridan foydalangan holda bosib chiqarilishi, qoplanishi yoki ustiga singdirilishi mumkin. Ushbu siyoh turli qatlamlarda qoplangan. Murakkab odatdagidek o'xshash kompyuter bosma kartrigi, lekin uni ishlab chiqaradigan maxsus qo'shimchalar mavjud biokompatibl.

U biokompatibldan iborat kremniy nanopartikullari avval qog'ozga yotqiziladi, so'ngra fermentni o'z ichiga olgan boshqa siyoh qo'llaniladi. Bio-siyoh natijasida fermentlar uchun ingichka plyonka hosil bo'lib, u qog'ozdagi kremniy oksidida ushlanib qoladi.[5]Qog'oz toksin bilan ta'sirlanganda siyoh tarkibidagi molekulalar namunadagi toksinlar miqdoriga qarab rangini o'zgartiradi.

Bioaktiv qog'oz hali ommaga taqdim etilmagan bo'lsa-da, u tijoratlashtirishga yaqinlashmoqda. Bioaktiv qog'ozning ham yaxshi tomoni bor saqlash muddati. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, chiziqni to'g'ri saqlashda kamida ikki oy davomida undan samarali foydalanish mumkin.

Ilovalar

Bioaktiv qog'ozning amaldagi bitta dasturiga murojaat qilish mumkin bioterrorizm va oziq-ovqat xavfsizligi, buni aniqlashi mumkin atsetilxolinesteraza yoki a asab agenti.[3] Ushbu taraqqiyot bilan bioaktiv qog'oz harbiylar va qadoqlash sanoati uchun qiziqadigan mahsulotga aylandi.[3] Bioaktiv qog'ozni ko'proq tatbiq etish bo'yicha ishlar olib borilayotgan bo'lsa-da, hozirgi kunda bioaktiv qog'ozdan foydalanish va tadqiqotning to'rtta asosiy yo'nalishi mavjud: qog'ozli bioassay yoki namunalarni konditsionerlash uchun qog'ozli analitik vositalar; oziq-ovqat va suv sifatini kuzatish uchun patogenlarni aniqlash; qadoqlash va qurilish sanoatida qalbakilashtirish va qarama-qarshi operatsiyalar; va mikroblarga qarshi qog'oz yordamida patogen bakteriyalarni zararsizlantirish.[5]

Oziq-ovqat kasalliklari

Qo'shma Shtatlarda har birida 76 millionga yaqin oziq-ovqat bilan bog'liq kasalliklar ro'y beradi, bu 325000 dan ortiq kasalxonaga yotqizilgan va 5000 o'lim holatlarini keltirib chiqaradi [Mead va boshq., 1999]. Ushbu kasalliklarning aksariyati sabab bo'ladi Kampilobakter, Salmonella, Escherichia coli O157: H7 va Listeriya monotsitogenlari. Natijada, ushbu patogenlar bilan bog'liq yillik tibbiy xarajatlar hozirgi kunda 7 milliard AQSh dollaridan oshadi. Iste'molchilarga ta'lim oziq-ovqat mahsulotlarida ishonchli va oddiy patogenlarni aniqlash bilan birgalikda ushbu kasalliklarning paydo bo'lish chastotasini keskin kamaytirishning eng yaxshi usuli mavjud.

Eng so'nggi rivojlanish, zararkunandalarga qarshi vositalarni yuvilganidan keyin ham aniqlashga qodir bo'lgan. Ushbu yangilik foyda keltiradi rivojlanayotgan davlatlar taqiqlangan pestitsidlarni oziq-ovqat mahsulotlarida ishlatishi mumkin, chunki ular arzonroq.

Suvning ifloslanishi

In rivojlanayotgan dunyo, suv ko'pincha shubhali sifatga ega bo'lib, mahalliy aholini ichimlik suvini yaratish uchun behuda tashabbus bilan antisanitariya matolardan foydalanish kabi ibtidoiy filtratsiya tizimlarini sinab ko'rishga majbur qiladi. Ushbu usul shubhasiz ishonchli emas va natijalar iste'mol qilish uchun kamdan-kam hollarda xavfsiz bo'ladi, ayniqsa toshqinlardan keyin va boshqalar tabiiy ofatlar. Bioaktiv qog'oz lentasining foydasi haqida o'ylab ko'ring, u kichik suv idishlariga botirilganda patogenlarni olib tashlashi va foydalanuvchiga suvdan foydalanish uchun xavfsizligini ko'rsatuvchi rang berishi mumkin.

Sog'liqni saqlash

Bioaktiv qog'ozlardan foydalanishning yana bir usuli - himoya qiladigan yuz maskalarini yaratishni o'z ichiga oladi Sog'liqni saqlash viruslarni faol ravishda bog'lab, ularni filtrning teshiklaridan o'tishiga to'sqinlik qiladigan filtr yuzasiga mahkamlash orqali ishchilar.

Paket

Muayyan tarkibiy qismlarni osonlikcha sinab ko'rishi mumkinligi sababli, qadoqlash sanoatida bioaktiv qog'ozdan foydalanishga qiziqish mavjud. Xususan, kompaniyalar bioaktiv qog'ozni soxta narsalarni aniqlash yoki buzish usulini ko'rib chiqmoqdalar.[4] Boshqa foydalanish mikroblarni aniqlash yoki mumkin bo'lgan mikroblarga qarshi xususiyatlarni o'z ichiga oladi.[4]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v "Bioaktiv qog'oz tadqiqotlari bioaktiv qog'oz ishlab chiqarishga qo'shimcha mablag 'ajratdi". PaperMoney. 2011-03-01. Olingan 2018-03-01.
  2. ^ Kavruk, Murat; O'zalp, Veli Jengiz; Öktem, Huseyin Avni (2013). "Pestitsidlarni miqdorini aniqlash uchun portativ bioaktiv qog'ozga asoslangan sensor". Kimyo bo'yicha analitik usullar jurnali. 2013: 1–8. doi:10.1155/2013/932946. PMC  3736481. PMID  23971002.
  3. ^ a b v Pelton, Robert (2009). "Bioaktiv qog'oz diagnostika uchun arzon narxlardagi platformani taqdim etadi". Analitik kimyo bo'yicha TrAC tendentsiyalari. 28 (8): 925–942. doi:10.1016 / j.trac.2009.05.005. PMC  7127295.
  4. ^ a b v Kong, Fanji; Xu, Yim Fun (2012). "Bioaktiv qog'ozni tayyorlash uchun biomolekula immobilizatsiyasi texnikasi". Analitik va bioanalitik kimyo. 403 (1): 7–13. doi:10.1007 / s00216-012-5821-1. PMID  22367243.
  5. ^ a b Chjao, Chjenyan; Tian, ​​Junfey; Vu, Zhangxiong; Liu, Dzian; Chjao, Dongyuan; Shen, Vey; U, Lijhong (2013-08-28). "Fermentlar bilan immobilizatsiya qilingan mezoporous silika nanorodlarini qog'ozga joylashtirib, bioaktiv qog'ozlarning fermentativ barqarorligini oshirish". Materiallar kimyosi jurnali B. 1 (37): 4719. doi:10.1039 / c3tb20953a. ISSN  2050-7518.
  • Xoseyn, S.M.Z .; Lakxem RE .; Smit, AM; Lebert, JM.; Devies, L.M .; Pelton, R .; Filipe, CD; Brennan, JD “Piezoelektrik yordamida neyrotoksinlarni aniqlash uchun biofaol qog'oz sensori ishlab chiqish inkjet bosib chiqarish ning sol-gel olingan bioinklar ”. Anal. Chem., 2009, paydo bo'ladi.
  • Jabran, T.; Dube M.; Mangin, PJ. "Qog'oz yuzasida bakteriofag immobilizatsiyasi: katyonik oldingi qatlam qatlamining ta'siri." PAPTAC-da 95-yillik yig'ilish, Monreal, 2009 yil; 311-315 betlar.
  • Pelton, R. "Bioaktiv qog'oz - diagnostika uchun arzon platforma". Trendlar anal. Kimyoviy. 2009 yil, paydo bo'lishi.
  • Chjao, V.A .; Ali, M.M .; Agirre, S.D .; Bruk, M.A .; Li, Y.F. "Oltin nanopartikulyar kolorimetrik zondlar yordamida qog'ozga asoslangan bioassaylar". Anal. Kimyo., 2008, 80 (22): 8431-8437.
  • Chjao, V.; Bruk, M.A .; Li, Y.F. "Oltin nanozarrachalarga asoslangan kolorimetrik biosensiz tahlillarni loyihalash". ChemBioChem, 2008, 9 (15), 2363-2371.
  • Chjao, V.; Chiuman, V.; Lam J.C.F.; Makmanus, S.A .; Chen, V.; Cui, Y; Pelton, R .; Bruk, M.A .; Li, Y. “Oltin nanozarrachalarga katlanuvchi DNK aptameri: From kolloid kimyo biosensorlarga ”. J. Am. Kimyo., 2008, 130 (11): 3610-3618.