مستشعرات ورقية تحاكي “توهج اليراعات” للكشف الفوري عن جودة الزيت وسموم المبيدات

أعلن فريق بحثي دولي، اليوم الأربعاء، عن ثورة علمية في مجال سلامة الغذاء من خلال تطوير أجهزة استشعار ورقية بسيطة ومنخفضة التكلفة تعتمد على تقنية “التوهج الحيوي” المستوحاة من الطبيعة، وتحديداً من حشرة اليراع (Firefly).

وتعتمد هذه التقنية المبتكرة على محاكاة التفاعل الكيميائي الذي يجعل اليراعات تضيء في الظلام، حيث تم دمج إنزيم “اللوسيفيريز” (Luciferase) مع مادة “اللوسيفيرين” داخل شرائط ورقية خاصة، قادرة على إعطاء استجابة بصرية فورية عند ملامستها لجزيئات محددة في عينات الطعام، مما يجعلها أداة استشعار فائقة السرعة والموثوقية في يد المستهلكين والمزارعين على حد سواء.

وتتميز هذه المستشعرات الورقية بقدرة فائقة على كشف جودة زيت الزيتون وتحديد ما إذا كان طازجاً أو مغشوشاً أو تعرض للأكسدة؛ فبمجرد وضع قطرة من الزيت على الورقة، يتفاعل النظام البيولوجي داخلها مع جزيئات الألديهيد أو الهيدروبيروكسيدات الناتجة عن تلف الزيت، ليتغير لون التوهج أو شدته.

وتعد هذه الخطوة نقلة نوعية مقارنة بالفحوصات المخبرية المعقدة والمكلفة التي كانت تتطلب سابقاً أجهزة ضخمة مثل “كروماتوغرافيا الغاز”، حيث توفر الورقة الجديدة النتيجة في غضون ثوانٍ قليلة وبمجرد تسليط ضوء بسيط أو مراقبة التوهج بالعين المجردة في بيئة معتمة.

وفي سياق حماية الصحة العامة، أثبتت هذه التقنية كفاءة مذهلة في الكشف عن بقايا المبيدات الحشرية والأعشاب، وخاصة “المركبات الفسفورية العضوية” السامة التي تظل عالقة على قشور الفواكه والخضروات.

وتعمل الورقة من خلال “سلسلة إنزيمية” (Enzymatic Cascade) تقوم بتفكيك المبيدات وتحويلها إلى مشتقات تتفاعل مع مادة اللوسيفيرين لتوليد إشارة ضوئية حيوية.

وتصل حساسية هذه الأوراق إلى مستويات دقيقة جداً (جزء من التريليون)، مما يسمح برصد الملوثات حتى لو كانت بكميات ضئيلة للغاية لا يمكن غسلها أو إزالتها بالطرق التقليدية، وهو ما يعزز الرقابة الميدانية في الأسواق والمزارع.

ويؤكد العلماء أن الميزة الأبرز لهذا الابتكار تكمن في “الاستدامة والسهولة”؛ حيث أن الورقة مصنوعة من مواد حيوية قابلة للتحلل ولا تتطلب خبرة تقنية لاستخدامها، كما أنها رخيصة الثمن بما يكفي لتكون متاحة في الدول النامية والمناطق النائية التي تفتقر للمختبرات المتطورة.

ويطمح الفريق المطور إلى دمج هذه التقنية مستقبلاً مع تطبيقات الهواتف الذكية عبر الكاميرا لتحليل شدة التوهج بدقة رقمية، مما يمنح المستهلكين “مختبراً محمولاً” في جيوبهم يضمن لهم غذاءً آمناً وخالياً من السموم الكيميائية، ويساهم في الحد من ظاهرة الغش التجاري العالمي في المنتجات الغذائية الفاخرة.