為了解決人口中營養缺乏的問題，一些低收入國家采取了大規模食品強化計劃。但是，這些計劃都無法準確確定食品中是否持續存在適量人類營養素所需的資源。

一 以減少低收入國家微量營養素缺乏癥為目標

據外媒報道，近日，伊利諾伊大學的科學家已經開發了一種低成本、可靠的紙質傳感器，該傳感器可通過手機應用程序運行，以檢測食品中的鐵含量。

伊利諾伊大學的研究人員已經開發了一種價格合理、可靠的紙質傳感器，可與配套的手機應用程序配合使用，以檢測強化食品中的鐵含量。

這項新技術結合了化學、營養、工程學和食品科學技術，設計了可以識別食品中鐵含量的變色紙質傳感器，并利用信息技術開發了所有人都可以使用的手機應用程序。

該研究由伊利諾伊大學食品科學與人類營養學系博士候選人Anna Waller和IGNITELab領導，它發表在《營養雜志》上。

沃勒解釋說：“我們研究強化計劃，以減少低收入國家微量營養素缺乏癥，提高這些程序的效力或增強號召力的前提是加大對這些程序的監視和評估，這是許多低收入環境所缺乏的。但是這樣做涉及大量實驗室基礎架構和人員，而這些環境通常是不可用的?！?/p>

該系營養學副教授胡安·安德拉德(JuanAndrade)也是該研究的合著者，他解釋了消費者、食品加工企業以及監管強化計劃的政府之間的信任在開發傳感器過程中的關鍵作用。

“歸根結底，如果擁有一個大家都認可的工具，該工具有效、簡單且成本低廉，可以在手機上提供結果。如果電話可以連接到云，并且云連接到政府辦公室或公司辦公室，則他們可以監視和維護支持其索賠的記錄，一切都已收集并存儲，沒有意見分歧的余地。這就是為什么這是一項偉大的技術?！?/p>

二 使用疏水紙為基底的紙質傳感器 提高顏色辨別率

沃勒研究了各種生物傳感器，發現紙質傳感器最便宜、最容易使用，而且也符合世界衛生組織開發此類技術的標準。

沃勒說，目前最大的挑戰之一是選擇要使用的紙張基材。她在對紙質傳感器的早期研究中觀察到，一般研究人員經常使用具有吸水能力的親水紙，因為我們在測量干燥食品基質中的添加鐵，所以需要先將其溶解在酸性溶液中。然而，當我們使用親水性紙時，由于樣品散布在親水性紙上，因此產生的色斑非常不一致并且顏色不易測量。

因此，沃勒測試了能夠支持所測量色點發展的紙張，并決定使用一種嵌入了有機硅的疏水紙。這樣可以最大程度地減少紙張上色斑的不均勻性，并提供更準確和更可靠的輸出。

沃勒利用她在化學領域的經驗，然后研究了紙質傳感器與鐵的各種反應，這些反應可能在紙上產生明顯的顏色變化，同時沃勒選擇了在最寬溫度范圍內都能發揮作用的亞鐵反應。她將溶液中的液體量減少到一微升，將其放在紙上，然后等待其干燥。

此方法會較少受到“其他營養素”的干擾，此過程導致了基于紙張的測定，該測定根據強化食品中的鐵而改變了顏色。研究人員使用了已經強化的坦桑尼亞小麥粉和嬰兒配方奶粉來測試他們的傳感器，他們在研究中用鐵強化了面粉到達世界衛生組織推薦的水平。

三 使用智能手機應用程序測量顏色變化

該團隊還獲得了ADM研究所的資助，與伊利諾伊大學技術服務大學合作開發了一款智能手機應用程序，以使用智能手機應用程序測量這種顏色變化。有了手機，那些將要評估強化食品中營養成分的人會在顏色出現后點擊紙質傳感器的照片，然后該應用會評估鐵的含量。

安德拉德解釋說，按慣例，測量食品樣品中鐵的通用標準技術是發射光譜或原子吸收光譜法。但是，這種檢查可能很昂貴，需要訓練有素的工人，并且通常只能在私營企業或大學的實驗室中找到。

但安德拉德解釋說，智能手機在資源匱乏的環境中可用，研究表明，低收入國家的手機普及率很高。“我們到過那里，因此我們將其引入了這些基于紙張的技術?！?/p>

與傳統的評估營養水平的技術相比，沃勒前往墨西哥，以證實該傳感器使用實際防御程序中的食物來檢測鐵的準確性和可靠性。

除了開發有效、準確和可靠的測量結果的低成本樣品制備套件外，她在墨西哥進行的一項實驗是比較使用該軟件將智能手機應用程序的結果與臺式計算機上的結果進行匹配的情況。

安德拉德解釋說：“本文發表的方面之一是從臺式機到智能手機的分析的無縫過渡，而不會損害傳感器的性能和有效性。”

安德拉德指出，紙質化驗的驗證至關重要。他補充說：“許多實驗室開發了創新的檢測平臺，但很少有人在現場驗證其技術?！?/p>