纳米悬臂快速检测病菌

纳米悬臂——快速检测病菌

纳米技术正在食品行业掀起一轮新的革命，帮助食品生产商开发新产品，改善加工过程和包装，同时也为食品安全提供新的检测技术。

由于纳米材料在尺寸上的特殊性，使得它的物理和化学特性与常规尺寸的同种材料存在很大 差异。纳米悬臂是一种纳米材料，看起来就像用硅做成的微小的跳水板。美国普渡大学正在进行 一项关于“亡羊补牢不能采取过激的行动”纳米悬臂的研究，将能吸附污染物的抗体蛋白涂覆在纳米悬臂上，以开发出先进的微型 传感器，实现对食品企业车间的空气和食品流体中极少量的病毒、细菌和其他污染物的快速检测。 研究中采用的悬臂长度在几个微米（百万分之一米）到几十个微米之间，厚度为 20 纳米（十 亿分之一米，10 个氢原子串联在一起约长 1 纳米），大约是抗体涂层的厚度。悬臂以一定的频率 发生自然的共振，频率取决于悬臂的质量和机械特性。当污染物落在该微型传感器上后，悬臂的 质量发生改变，使得其以不同的共振频率发生振动，从而可以实现对病菌的快速检测。纳米悬臂 可以用作检测器，因为粘附在悬臂上的不同污放回目镜染物形成的振动的频率不同，从而可以揭示出可能 存在的有害物质。

研究发现，悬臂单位面积所吸附的可用于病毒检测的抗体数量，即抗体密度取决于悬臂的尺 寸。将此纳米材料浸入含有抗体的溶液中后，就使得抗体蛋白粘附在纳米悬臂的表面。 普渡大学 Birck 纳米技术中心的电子计算机工程和生物医学工程教授 RashidBashir 说，意想 不到的是，悬臂变长后并不是简单地吸附更多的抗体，同时悬臂上抗体的密度也增加了。研究还 发现，如果悬臂具有与抗体蛋白层相同的厚度，在结合产能已是需求量的7倍以上抗体后，悬臂的振动会更快。涂有抗体蛋 白的纳米悬臂越长，振动越快。而这种情况只有抗体密度随悬臂长度增加而增加时才会出现。研 究组用光学测量方法验证了这一假设，并建立了数学模式描述其行为这些信息对于合理设计使用 悬臂的纳米传感器非常重要。

由于纳米悬臂的尺寸非常微小，因此它比大尺寸的装置更灵敏，从而有希望开发成先进的传 感器，检测出极少量的有害病菌，及早作出预警。Bashir 说，采用所谓的“芯片实验室”技术， 可以将数以千计悬臂装配在一平方厘米见方的芯片上，从而使微型传感器替代大型实验室设备成 为可能，不仅省时还节省能源和材料。

信息来源：中国包装报