Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae microcavities biolegol a biomaterial a microlasers wedi denu llawer o sylw oherwydd eu potensial wrth olrhain, labelu, canfod biolegol, cod bar celloedd, diogelwch gwybodaeth a gwrth-gowneri . Fodd bynnag, nid oes unrhyw ymchwil wedi canolbwyntio ar greu laserau mator o SLOVEOR yn cael eu defnyddio yn ddiweddar, yn ddiweddar {2 {2 { Deunyddiau Optegol Uwch, gan ddatblygu system microlaser wedi'i gwneud yn gyfan gwbl o sylweddau bwytadwy, yn llwyddo i ymgorffori codau bar a synwyryddion yn uniongyrchol mewn bwyd, a chreu llwybr technegol newydd ar gyfer monitro diogelwch bwyd . Mae'r ymchwil hon yn gwella olrhain, diogelwch a ffresni monitro a meddyginiaethau newydd yn ogystal â bod yn fonitro ffresni, a darparu technegol newydd, a darparu cynhyrchion technegol, ac yn darparu ffresni, a darparu technegol, a darparu ffresni, a darparu cynhyrchion amgylcheddol, a darparu ar gyfer technegol newydd, a darparu ar gyfer cynhyrchion amgylcheddol, a darparu technegol, a darparu ffresni. Cymwysiadau .
Sut i wneud microlasers bwytadwy?
Mae laserau'n cynnwys tair cydran yn bennaf: ffynhonnell bwmp, ennill cyfrwng, a cheudod soniarus . Mae'r cyfrwng ennill yn llifyn fflwroleuol sy'n darparu enillion optegol trwy allyriadau ysgogedig . Dangosodd yr astudiaeth ddau fath o ficrocavities: Modd micro (Wgmering}}} a ffasiynol} a ffasiynol} a ffasiynol} a Fabry Wedi'i bwmpio gan ffynhonnell golau allanol, fel laser pyls . pan fydd yr enillion optegol yn y ceudod yn fwy na'r golled optegol, mae'r system yn cyrraedd y trothwy laser ac yn allyrru golau laser . Mae sylweddau bwytadwy yn cael eu defnyddio wrth i gyfryngau a cheudod a cheudod yn gyffredin {a ddarganfyddir yn gyffredin}}}} Ffurfiau . Nid yw'r sylweddau a ddefnyddir yn cael eu haddasu'n gemegol mewn unrhyw ffordd, felly nid yw ymddangosiad gweledol, blas a gwerth maethol y cynnyrch yn cael eu newid yn sylweddol, ac mae ei werth amgylcheddol yn cael ei gynnal .
Roedd y tîm ymchwil yn sgrinio ychwanegion bwyd cymeradwy yn systematig ac yn olaf nodi sawl deunydd ennill laser allweddol:
- Teulu cloroffyl: Canfu'r astudiaeth y cyrhaeddodd cynnyrch cwantwm cloroffyl-A mewn olew blodyn yr haul 0 . 3, sy'n ddigonol i gefnogi allyriadau laser . y gall y crynodiad cloroffyl sydd wedi'i gynnwys yn naturiol mewn olew olewydd gyflawni'r effaith laser heb yr angen am unrhyw sylweddau ychwanegol.
- Fitamin B2 (riboflavin): Gyda chynnyrch cwantwm o 0 . 27, mae'n perfformio'n dda mewn toddiant dyfrllyd ac yn darparu cyfrwng laser delfrydol ar gyfer cynhyrchion dŵr.
- Carmin: Mae'r lliwio bwyd traddodiadol hwn yn arddangos perfformiad laser da mewn amgylchedd olewog, gan ehangu ei ystod cymhwysiad .
Dyluniad pensaernïaeth ceudod laser arloesol
Mae'r dewis o ddeunyddiau ceudod soniarus yn dibynnu ar gyfluniad a swyddogaeth y microlaser . Fel arfer dylai'r deunyddiau hyn fod yn dryloyw, ac mewn rhai cyfluniadau, mae angen iddynt gael mynegai plygiannol uchel neu eu bod yn cael eu defnyddio wrth eu defnyddio fel drych Cavity . O ran dylunio ceudod laser, dangosodd y tîm ymchwil ddwy bensaernïaeth arloesol:
Modd Oriel Sibrwd (WGM): Gan ddefnyddio cyfanswm effaith adlewyrchiad fewnol optegol defnynnau olew neu ficrospheres solet, fel rheol mae gan WGMs ffactorau Q uchel iawn . y cyflawnodd y tîm ymchwil lasing gan ddefnyddio carmine cloroffyl-a neu 4 mm 2 mm wedi'i hydoddi mewn olew blodau haul . ar gyfartaledd, gan fesur, y mesurydd, ar gyfer y mesurydd, ar gyfer clorophyl, 4 {. 5 μJ a gwyriad safonol o 0 . 2 μj . Yr isafswm maint defnyn sy'n ofynnol i gyflawni lasing yw tua 35 μm . dŵr, ond mae'r trothwy lasing tua thair gwaith yn uwch . Mae olew olewydd yn naturiol yn cynnwys digon o gloroffyl i'w ddefnyddio fel laser ar ffurf defnynnau olew heb ychwanegu unrhyw sylweddau eraill. Gwelwyd copaon WGM hefyd yn y sbectrwm o dan y trothwy lasing wrth eu cyffroi gan ddefnyddio laser ton barhaus (CW) neu ddeuod allyrru golau (LED).
Fabry-Perot (FP): Ceudod llinol sy'n cynnwys dau ddrych gyda chyfrwng ennill rhyngddynt . Mae'r laser bwytadwy FP arfaethedig yn defnyddio dail arian bwytadwy fel adlewyrchyddion, agar neu gelatin fel cefnogaeth strwythurol, ac mae'r gofod rhwng y drychau yn cael ei lenwi â 2 mm o ffosydd sundorvhate mewn blodyn yr haul neu 5 mm mm Datrysiad . Pan bwmpiwyd y ceudod wedi'i lenwi ag olew blodyn haul wedi'i dopio â chloroffyl â laser pylsog, ymddangosodd copaon miniog, yr un gofod yn y sbectrwm allyriadau uwchlaw egni'r trothwy lasing o 6 μj, gan nodi presenoldeb presenoldeb} cafisiau 5} gwyriad o 0 . 2 μj. Cyflawnwyd lasing hefyd gan ddefnyddio ceudod wedi'i lenwi â hydoddiant dyfrllyd sodiwm ffosffad ribofflafin.
Cod bar manwl gywirdeb na ellir ei drin
Mae'r astudiaeth hon yn dangos gallu amgodio gwybodaeth fanwl gywirdeb microlasers bwytadwy . Mae gan y defnynnau monodisperse a baratowyd gan ficrofluidics gyfernod amrywiad maint o ddim ond 0 . 2%{}-0.4}}}%, a all fod yn fwy na rheolaeth Nane}. Sbectrosgopeg Laser gyda gwall o ddim ond 1 . 2 nm . Datblygodd y tîm ymchwil system godio deuaidd 14- a all gynhyrchu 16,384 o godau adnabod unigryw {{13} dyddiad y cynhyrchir fel gwybodaeth allweddol, mae hyn yn ddigon i wybodaeth allweddol. Oherwydd cyfyngiadau corfforol y broses baratoi, mae'r codio hwn yn anadferadwy yn gorfforol, gan ddarparu'r amddiffyniad gwrth-gownteio eithaf ar gyfer cynhyrchion gwerth uchel.
Yn yr arddangosiad gwirioneddol, amgodiodd y tîm ymchwil yn llwyddiannus "Diwrnod Rhyngwladol i atal gwastraff bwyd, Ebrill 26, 2017" i mewn i eirin gwlanog tun . Dim ond 5 μl o olew blodyn yr haul sydd ei angen ar y broses godio gyfan, ac mae'r cyfraniad ynni i 500 ml o gynnyrch yn esgeulus (dim ond 0.} Storio, gellir darllen y wybodaeth wedi'i hamgodio yn berffaith o hyd.
Monitro synhwyro amlswyddogaethol ar gyfer diogelwch bwyd
Yn ychwanegol at y swyddogaeth gwrth-gounterfeiting, mae'r system hefyd yn dangos galluoedd synhwyro pwerus, gan ddarparu dull monitro amser real ar gyfer diogelwch bwyd:
Mesur manwl gywir o grynodiad siwgr: Gan ddefnyddio sensitifrwydd ceudod WGM i fynegai plygiannol y cyfrwng o'i amgylch, cyflawnir y mesuriad crynodiad siwgr gyda chywirdeb o 0 . 2%, sy'n debyg i berfformiad refractomedrau masnachol . Mae hyn o arwyddocâd mawr ar gyfer rheolaeth ansawdd a sudd.
Monitro deinamig o werth pH: Trwy ehangu pH-ymatebol ffilm chitosan, cyflawnir y canfod pH gyda chywirdeb o 0 . 05 pH uned . yn yr arbrawf difetha llaeth, traciwyd y newid parhaus o werth pH dros sawl diwrnod, gan ragweld offeryn newydd ar gyfer y silff.
Canfod twf microbaidd: Defnydd arloesol o gelatin wedi'i gyfoethogi â maetholion fel cyfrwng synhwyro, pan fydd y gelatinase a gynhyrchir gan facteria yn dadelfennu'r strwythur, mae'r signal laser yn diflannu, gan nodi yn reddfol halogiad microbaidd . Mae'r cysyniad synhwyrydd "hunan-ddinistriol" hon yn agor}}}} yn agor}
Arwydd amlygiad tymheredd: Defnyddir brasterau bwytadwy gyda gwahanol bwyntiau toddi i wneud cydrannau sy'n sensitif i dymheredd . unwaith y byddant yn agored i dymheredd uwchlaw'r tymheredd penodol, mae'r strwythur yn newid yn barhaol, gan ddarparu dull recordio anadferadwy ar gyfer monitro cludo cadwyn oer .
Crynodeb a Rhagolwg
Dangosodd yr astudiaeth hon sawl laser bwytadwy a'u cymwysiadau wrth wella bwyd a diogelwch cyffuriau . Hon oedd yr astudiaeth systematig gyntaf o liwiau laser bwytadwy a microcavities, gan ddangos dau fath o ficrocavities: Modd Oriel Sibrwd a Modd Fabry-Perot, gan wirio perfformiad rhagorol y Sense} Yn ychwanegol at fwyd, gellir cymhwyso'r dechnoleg hon hefyd i olrhain o ansawdd a monitro amgylcheddol cynhyrchion defnyddwyr fel colur a chynhyrchion amaethyddol . Ar yr un pryd, gellir ymestyn y cysyniad hwn i feysydd biofeddygol fel capsiwlau cyffuriau a mewnblaniadau meddygol, gan ddarparu offer newydd ar gyfer meddyginiaeth bersonoli {}}}}}}}}}
Mae potensial enfawr technoleg laser ym maes diogelwch bwyd yn darparu atebion arloesol i faterion diogelwch bwyd byd -eang . Wrth i'r dechnoleg aeddfedu ymhellach, mae oes newydd o "fwyd craff" yn dod - bydd gan bob cynnyrch ei "gerdyn adnabod optegol" ei hun na ellir ei ffugio â galluoedd monitro iechyd amser real {.}}}}
