Benzi fluorescente inovatoare facilitează testarea vitaminei B12
Măsurarea vitaminei B12 în alimente presupune, de obicei, transportul probelor la laborator. O nouă sondă fluorescentă ar putea simplifica acest proces, mutând o parte din acesta pe un suport mult mai accesibil: o bandă de hârtie sau un tampon de bumbac.
Un studiu recent publicat în Biomedical Analysis descrie o strategie bazată pe fluorescență pentru detectarea portabilă a vitaminei B12 (VB12) în probele alimentare. Cercetătorii de la Universitatea Liaocheng au dezvoltat puncte de carbon co-dopate cu bor și azot (B, N-CDs) care emit fluorescență albastră intensă sub lumină ultravioletă, dar devin semnificativ mai slabe în prezența vitaminei B12. Prin transferarea acestei chimii de detectare de la un test lichid pe benzi de filtru și un senzor special conceput sub formă de tampon de bumbac, echipa a creat două formate simple menite să facă pasul de detectare mai rapid, mai ieftin și mai ușor de utilizat în afara fluxurilor de lucru convenționale bazate pe instrumente complexe.
Metodele comune pentru măsurarea VB12, inclusiv cromatografia și analiza electrochimică, pot necesita instrumente complexe, manipulare îndelungată a probelor sau condiții controlate cu atenție. Multe sonde fluorescente rămân, de asemenea, legate de spectrometrele de laborator. Pentru a aborda aceste limitări, cercetătorii au sintetizat B, N-CDs printr-un proces hidrotermal într-o singură etapă și au evaluat răspunsul acestora la VB12. Proba a arătat un răspuns fluorescent liniar de la 0 la 100 μM și o limită de detecție de 0,02 μM. În teste de selectivitate, VB12 a produs o diminuare pronunțată a fluorescenței, în timp ce alte vitamine B testate, aminoacizii, glucoza și moleculele mici comune au avut un răspuns comparabil neglijabil.
Pregătirea semnalului fluorescent pentru vitamina B12 a fost realizată prin utilizarea acidului 3-aminofenilboronic și a p-hidroxibenzaldehidei, formând nanoparticule dispersabile în apă cu un diametru mediu de aproximativ 1 nm. Acestea au arătat cea mai puternică emisie de fluorescență la 475 nm sub excitație de 390 nm, cu un randament cuantic de 18,15%. Experimentele mecanistice au indicat că VB12 se asociază cu punctele de carbon pentru a forma un complex de stare fundamentală non-luminescent, ceea ce duce la diminuarea statică a fluorescenței. Măsurătorile de durată a fluorescenței, absorbție UV-visibilă, Raman, FT-IR, XPS, dimensiunea particulelor și sarcina de suprafață au susținut toate această interacțiune, ajutând la explicarea motivului pentru care fluorescența albastră a sondei scade pe măsură ce concentrația de VB12 crește.
Pentru a traduce răspunsul de detectare în formate portabile, echipa a impregnate hârtia de filtru cu B, N-CDs și a proiectat un dispozitiv sub formă de tampon de bumbac care livrează sonda fluorescentă într-o zonă de detectare în timpul utilizării. Sub lumină UV de 365 nm, ambele formate devin progresiv mai întunecate pe măsură ce concentrația de VB12 crește. Pentru banda de hârtie, analiza imaginii raportului de intensitate verde-albastră (G/B) a arătat o relație liniară puternică cu VB12 de la 0 la 80 μM (R² = 0,9927). Formatul tamponului a fost conceput pentru a combina colectarea, transferul, amestecarea și citirea semnalului într-un singur dispozitiv de unică folosință, iar pasul de detectare poate fi finalizat rapid odată ce o probă adecvată este disponibilă. Atât benzile, cât și tampoanele au păstrat o fluorescență utilă și o performanță de detectare a VB12 timp de cel puțin 20 de zile în condițiile de depozitare evaluate.
Cercetătorii au testat metoda analitică utilizând probe de gălbenuș de ou și pudră de ficat de capră, comparând măsurătorile cantitative cu cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC). În experimentele de recuperare cu probe adăugate, recuperările au variat între 97,09% și 101,22%, iar concentrațiile de VB12 măsurate s-au apropiat de rezultatele HPLC, susținând acuratețea metodei în matricele alimentare studiate.
Acest demers arată cum fluorescența punctelor de carbon poate fi adaptată în senzori portabili, ușor de citit, fără a sacrifica sensibilitatea sau selectivitatea. Autorii subliniază, de asemenea, pașii practici următori, inclusiv înlocuirea lămpii UV de laborator cu un LED UV portabil pe baterie și adăugarea analizei imaginii pe smartphone pentru cuantificare automată. Fluxul de lucru actual pentru probele alimentare reale implică încă pretratarea probelor în laborator înainte de măsurare, astfel că o simplificare suplimentară va fi importantă pentru testarea cu adevărat pregătită pentru teren.
