پژوهشگران از نانوذرات کربنی برای تشخیص کیفیت غذا استفاده کردند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ پژوهشگران از طیف‌سنجی جرمی یونیزاسیون لیزری مبتنی بر کربن سیاه گرافیت (GCBLDI-MS) برای دیجیتال کردن شاخص سنجش کیفیت غذا استفاده کردند.

این روش برای تشخیص مستقیم ترکیبات فرار بسیار سودمند است، موادی که شناسایی آن‌ها با روش‌های دیگر به مراحل متناوب مختلف آماده‌سازی نمونه نیاز دارند.

گزارش شده است که مواد شیمیایی طعم‌دهنده با فشار بخار کم می‌توانند از طریق GCBLDI-MS شناسایی شوند. این کار نشان داد که GCBLDI-MS می‌تواند طعم و بوی ترکیبات را بدون نیاز به خالص‌سازی نمونه تشخیص دهد.

GCBLDI-MS در شناسایی اسید‌های آمینه غیرفرار و اتیل استر‌های فرار، اسید‌های چرب، الکل‌ها و آلدئید‌ها موفق بود. روشی به‌نام طیف‌سنجی جرمی یونیزاسیون لیزری به کمک ماتریکس (MALDI-MS) معمولاً برای شناسایی مولکول‌های شیمیایی از طریق تابش صفحه هدف توسط لیزر ماوراء بنفش استفاده می‌شود.

نقطه ضعف این روش، ایجاد نویز هنگام تشخیص در محدوده جرم پایین است. مواد نانوساختار با ظرفیت گرمایی کم و رسانایی بالا، روش دیگری به‌نام LDI با کمک سطح (SALDI) -MS را به این حوزه ارائه می‌کنند که بر محدودیت MALDI-MS غلبه می‌کند.

در این پروژه کربن سیاه گرافیت (GCB) به‌عنوان نانوساختار برای SALDI-MS ارائه می‌شود. GCB نانوذراتی متشکل از ورقه‌های چندلایه‌ای از اتم‌های کربن هستند که با هیبریداسیون sp ۲ به هم متصل شده‌اند.

GCB ظرفیت گرمایی کم، رسانایی بالا را نشان می‌دهد و ویژگی‌هایی جالبی برای جذب انواع ترکیبات دارد. این ویژگی‌های GCB در SALDI-MS برای تشخیص همزمان طعم و بو استفاده می‌شود و بستری برای اسکن طعم فراهم می‌کند.

GCBLDI-MS سیگنال‌های نویزی کمتری را در تشخیص جرم مولکولی پایین در مقایسه با سایر MALDI-MS نشان داده است.

تشخیص ترکیبات فرار توسط ماتریس‌های مبتنی بر کربن، یکی از بخش‌های تازه در این کار است، زیرا گزارش‌های قبلی فقط به ترکیبات غیرفرار محدود شده بود. در این مطالعه مشاهده شد که با تشخیص ترکیبات کربن توسط GCBLDI-MS، شدت یون‌های شناسایی شده با کاهش تعداد کربن در هر گروه عاملی کاهش می‌یابد.

در مقایسه با روش‌های LDI-MS گزارش شده قبلی، GCBLDI-MS بهتر بوده چرا که سریع و ساده است. آنالیز مستقیم نمونه‌ها را بدون نیاز به آماده‌سازی نمونه فراهم می‌کند.

تشخیص مواد شیمیایی بسیار فرار را می‌توان از طریق اصلاحات سطحی بیشتر GCB یا از طریق پوشش‌های فیلمی که می‌تواند جذب شیمیایی را بهبود بخشد، به دست آورد.

عملکرد GCBLDI-MS با استفاده از فناوری پیشرفته مانند طیف‌سنجی تحرک یون به دام افتاده همراه با طیف‌سنجی جرمی زمان پرواز (TIMS-TOF-M) می‌تواند بیشتر افزایش یابد.