18 december 2017

Onderzoekers ontwikkelen geslaagde proof of concept

Onzichtbaar labeltje tegen neppillen en bedorven voedingsmiddelen

Principle of the invisible and biodegradable label to ensure the safety of food products and pharmaceuticals

Samen met een collega van de TU  Delft hebben onderzoekers van de Universiteit Utrecht een onzichtbaar en bio afbreekbaar labeltje ontwikkeld om de veiligheid van levensmiddelen en geneesmiddelen te controleren. Een unieke streepjescode bewijst dat het product echt van de fabrikant is die op de verpakking staat. Eén ingebouwde sensor geeft een signaal af als het tijdens het transport of de opslag onvoldoende gekoeld is, een  andere als er een kans is op bacterieel bederf. Samen met fabrikanten wordt nu gewerkt aan de industriële toepassing van het labeltje. De resultaten van het onderzoek werden gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Small.

Dure anti-kanker geneesmiddelen die neppillen blijken te zijn, of voedingsmiddelen die bedorven zijn omdat voor het lange transport geen koelwagens zijn gebruikt. Hoe weet de verkoper of consument dat het geleverde product écht is en voldoet aan de kwaliteitseisen? Zeker nu de wereldhandel bloeit als nooit tevoren, zoeken fabrikanten naar manieren om de consument die garantie te geven. Maar bestaande systemen zijn niet waterdicht. Zo zijn er unieke hologramstickers voor verpakkingen – maar ook daarmee blijkt gefraudeerd te kunnen worden.

Ongezien

Dr. Burak Eral en dr. Ivan Rehor uit de groep van prof. Willem Kegel van de Universiteit Utrecht, kwamen op het idee voor een productlabel dat zo klein is dat het ongezien op de pil of in het voedingsmiddel kan worden aangebracht. Het label zou bovendien eenvoudig te scannen moeten zijn, zodat de verkoper of de consument zelf kan testen of het product in orde is. Het idee combineert een microfluïde techniek die mede door Burak Eral werd ontwikkeld aan het Massachusetts Institute of Technology in Amerika, en geavanceerde bio afbreekbare hydrogels ontwikkeld door dr. Tina Vermonden en prof. Wim Hennink van het departement Farmaceutische Wetenschappen van de Universiteit Utrecht.

Moeilijk na te maken

Het labeltje is gemaakt van een bio-afbreekbare hydrogel en meet slechts 0,1 x 0,03 x 0,025 mm. Dat is zo klein dat het met het blote oog niet te zien is. Hierop wordt een ‘streepjescode’ van 32 binaire cijfers geëtst, waardoor het mogelijk is 4,3 miljard unieke labels te maken. De geavanceerde technologische kennis die hiervoor nodig is, maakt het voor criminelen moeilijk om zo’n label na te maken. Bovendien zit het label op of in het product zelf, in plaats van op de verpakking, waardoor sjoemelen extra lastig is.

Miniatuur-sensoren

In het labeltje zijn bovendien twee miniatuur-sensoren verwerkt. De ene verkleurt als de zuurgraad van het product verandert, wat vaak wordt veroorzaakt door bacteriegroei. Bij de andere breekt de onderkant van het labeltje af, als de temperatuur te hoog oploopt. 

Smartphone

De streepjescode en de sensoren moeten worden uitgelezen met een microscoop. Voor grootschalig gebruik wordt gewerkt aan een opzetmicroscoop voor de smartphone. Na de beeldverwerking van een foto van het product, kan dan afgelezen worden of het product echt of nep is, goed of niet goed gekoeld is en of er wel of geen risico op bacteriële verontreiniging is.

Verdere ontwikkeling

Burak Eral kreeg tijdens het project een aanstelling bij de TU Delft. Hij bleef projectleider, maar het grootste deel van de ontwikkeling van de proof of concept vond in Utrecht plaats, door Sustainability en Marie Curie Fellow Ivan Rehor. Eral gaat nu verder met de ontwikkeling in samenwerking met industriële partners.

Publicatie

Biodegradable Microparticles for Simultaneous Detection of Counterfeit and Deteriorated Edible Products
Ivan Rehor, Sophie van Vreeswijk, Tina Vermonden, Wim E. Hennink, Willem K. Kegel, and Huseyin Burak Eral
Small, 2017, 13, DOI: 10.1002/smll.201701804 October 2017

Dit onderzoek werd gefinancierd uit het seed money fonds van het onderzoeksthema Pathways to Sustainability van de Universiteit Utrecht. 

 

Gerelateerd nieuws