科学家3D打印石墨烯电极，能够检测食物中的霉菌毒素

2020年6月16日，南极熊从外媒获悉，来自南洋理工大学、布拉格化学与技术大学和沙特国王大学的一个研究小组，已经3D打印出能够检测食品中霉菌毒素的电极。科学家们在最近一期的《Electrochemistry Communications》杂志上详细介绍了他们的工作。

△打印电极并进行预处理，图片来自南洋理工大学

霉菌毒素

霉菌毒素玉米赤霉烯酮（ZEA）是一种有毒的次级代谢物。它是由真菌中的镰刀菌种产生的，通常存在于含小麦的玉米制品中，如麦片。在一定条件下，ZEA会导致食品发霉，食用后对人体有害。据研究，被污染的产品可导致人类患癌甚至死亡。因此，及时、可靠的检测ZEA的方法对于食品检验人员来说至关重要，可以减轻ZEA的扩散，保证食品储存设施中的产品安全，直到它们进入货架。

玉米上生长的霉菌毒素，图片来自世界粮食网

3D打印石墨烯电极

团队首先在Autodesk Fusion 360 CAD软件中设计了电极。设计包括一个1.6毫米厚的圆盘，连接到一个长约4.5厘米的矩形杆上。打印是在Prusa i3 MK3 FDM 3D打印机上完成的，电极由石墨烯/PLA线材制成。一旦打印，电极必须进行预处理，以增加其对ZEA的敏感性。他们在DMF溶液中浸泡十分钟，并用乙醇和去离子水清洗。结果，PLA外部层被去除，内部的石墨烯被暴露和激活。

将3D打印电极与一组标准的Ag/AgCl电极进行比较，虽然它们的电活性不高，但石墨烯组在检测ZEA方面仍然做得相当好。研究人员计算出，在ZEA浓度的广泛范围内（10 - 300μM），线性响应为r=0.995 。最终，研究小组得出结论，他们的工作适合做概念验证，为专注于3D打印电化学装置的食品安全和分析的研究打开了很大的可能性。

(A)控制电极和 (B)激活的3D打印石墨烯电极的校准图，图片来自南洋理工大学

更多的研究细节可以在题为 "3D-printed electrodes for the detection of mycotoxins in food"的论文中找到。该论文由Muhammad Zafir Mohamed Nasir、Filip Novotny、Osamah Alduhaish和Martin Pumera共同撰写。


编译自：3dprintingindustry