Il biosensore in grafene che dice se la carne è fresca

AGI - Un nuovo biosensore, fatto di grafene poroso con nanoparticelle di ossido di zinco, è in grado di definire il grado di freschezza della carne animale. A sviluppare la tecnologia, descritta su AIP Advances, di AIP Publishing, i ricercatori dell’Accademia delle Scienze e della Tecnologia del Vietnam, dell’Università delle Scienze VNU, dell’Università delle Scienze e della Tecnologia di Hanoi e dell’Accademia delle Scienze Russa. La freschezza della carne animale è una proprietà essenziale che ne determina la qualità e la sicurezza. Grazie alla tecnologia avanzata che consente di conservare gli alimenti per lunghi periodi di tempo, la carne può essere spedita in tutto il mondo e consumata molto tempo dopo la morte dell’animale. Con l’aumento del consumo globale di carne, è aumentata anche la richiesta di misure efficaci per la sua conservazione. Nonostante i progressi tecnologici che consentono di mantenere la carne fresca il più a lungo possibile, alcuni processi di invecchiamento sono inevitabili. L’adenosina trifosfato o ATP è una molecola prodotta dalla respirazione e in grado di fornire energia alle cellule. Quando un animale smette di respirare, cessa anche la sintesi di ATP e le molecole esistenti si decompongono in acido, diminuendo prima il sapore e poi la sicurezza. L’ipoxantina o HXA e la xantina sono fasi intermedie di questa transizione. La valutazione della loro prevalenza nella carne ne indica la freschezza.

A tal proposito la squadra di scienziati ha sviluppato un biosensore che utilizza elettrodi di grafene modificati da nanoparticelle di ossido di zinco per misurare l’HXA. Il gruppo di ricerca ha dimostrato l’efficacia del sensore sulla carne di maiale. Sebbene attualmente esistano molti metodi di rilevamento HXA, essi possono essere costosi e richiedere tempo e specialisti. “Rispetto ai moderni metodi di analisi degli alimenti, come la cromatografia liquida ad alte prestazioni, la gascromatografia, la spettrometria di massa, la spettroscopia atomica e molecolare e la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, i biosensori come il nostro offrono vantaggi superiori in termini di tempo, portabilità, alta sensibilità e selettività”, ha dichiarato Ngo Thi Hong Le, autrice dello studio.

Come funziona la tecnologia

Il sensore è stato prodotto utilizzando un film di poliimmide, che è stato poi convertito in grafene poroso utilizzando un laser pulsato. Questo funziona grazie a nanoparticelle di ossido di zinco aggiunte che attirano le molecole di HXA sulla superficie dell’elettrodo; una volta che l’HXA interagisce con l’elettrodo, si ossida e trasferisce i suoi elettroni, aumentando la tensione dell’elettrodo. La relazione lineare tra HXA e aumento di tensione consente di determinare facilmente il contenuto di HXA. Per valutare la capacità del sensore, i ricercatori hanno testato soluzioni con quantità note di HXA. Dopo aver ottenuto prestazioni eccezionali, gli scienziati hanno misurato la praticità del biosensore su filetti di maiale acquistati in un supermercato. Il sensore ha ottenuto un’accuratezza superiore al 98%, un intervallo di rilevamento favorevole e un limite di rilevamento basso. “In Vietnam, la carne di maiale è la più consumata”, ha spiegato Le. “Pertanto, il monitoraggio della qualità della carne di maiale è uno dei requisiti più importanti per l’industria alimentare del nostro Paese, ed è per questo che abbiamo dato priorità a questo aspetto”, ha aggiunto Le. “Oltre alla carne di maiale, qualsiasi prodotto a base di carne può essere valutato da questo biosensore”, ha concluso Le.