グラフェンナノプレートは唐辛子の辛さを定義しました

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グラフェンナノプレートは唐辛子の辛さを定義しました
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Anonim
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マレーシアとタイの科学者によって作成されたハンドヘルドデバイスは、唐辛子のカプサイシン含有量をリアルタイムで測定できます。窒素をドープしたグラフェンデバイスはコショウのような形をしており、スマートフォンに接続できます。この記事は、ACS AppliedNanoMaterials誌に掲載されました。

コショウの辛味は、カプサイシンの含有量に大きく依存します。唐辛子の辛味は通常、スコヴィル値で評価されます。スコヴィル値は、1912年に唐辛子の辛味を測定する官能検査を提案したアメリカの化学者です。官能検査では主観的な結果しか得られないため、その後、カプサイシンの含有量に関するデータが、クロマトグラフィー、比色法、分光光度法、およびキャピラリー電気泳動によって得られるようになりました。これらすべてのテストには、高価な機器と訓練を受けた人員を備えた研究所が必要です。さらに、テスト用のサンプルは特別な方法で準備する必要があります。

過去数年間、電気化学センサーはサンプル中のカプサイシンの含有量を測定するために人気がありました。さまざまなドーパントを含むグラフェン電極をベースにしたセンサーがすでに作成されており、高感度と高精度を示していますが、本格的なデバイスは設計されていません。

Prince of SongklaUniversityのAsameeSolehらは、サンプル中のカプサイシン含有量を直接測定するための装置を開発しました。科学者たちは、デバイスの本体をコショウの形で3Dプリントしました。ハウジングには、センサーとUSBが接続されているポテンシオスタットと、フィルター層のあるサンプル穴が含まれています。センサーは、クロマトグラフィー用の紙ベースの電気機械分析機器(ePAD)に基づいています。 ePADの設計プロセスはよく理解されており、大規模な生産に適しており、シンプルで低コストです。したがって、クロマトグラフィー用の1枚のA4用紙から、85コピーのePADが得られます。紙のベースには、窒素をドープしたグラフェンナノプレートで作られた電極が含まれています。

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ePADセンサーの製造方法の図

このデバイス用に、開発者は2つのモードで動作するAndroidアプリケーションを作成しました。最初のモードは、データと分析を最適化するための研究目的で設計されており、サイクリックボルタンメトリー、差動パルスボルタンメトリー、およびインピーダンス分光法に基づく電気化学的特性を示しています。 2番目のモードは、実際のコショウサンプルの辛味の実用化と評価を目的としています。便宜上、アプリケーションはスコヴィル値で辛味を表示できます。

機器によって得られた試​​験サンプル中のカプサイシンの含有量に関するデータを、分光光度法のデータと比較した。測定データの違いは重要ではないことがわかりました。このデバイスは、実際のサンプル中のカプサイシンの濃度を6.8マイクロモルから93.2マイクロモルの範囲で、95%の信頼水準で測定しました。

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6つの異なるチリサンプルのカプサイシン結果のチリポッドおよび分光法の表

作成者は、開発の使いやすさ、低コスト、興味深いデザイン、そして最も重要なこととして、サンプル準備に厳格な要件がないことを実現しました。

ちなみに、センサーとしてのグラフェンは、コショウの辛味を測定するだけでなく、たとえば科学者がCOVID-19の迅速な検査を作成するのに役立ちます。

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