En ny laserteknik designet til at autentificere sjælden whisky kunne også opdage sygdom

Whisky er big business i Skotland. I 2019, den gyldne væske tegnede sig for 75% af landets mad- og drikkevareeksport, med en værdi af næsten 5 milliarder pund til den skotske økonomi. Ikoniske flasker er solgt på auktion for over 1 million pund. Men hvis du er den heldige ejer af sådan en whisky, hvordan kan du være sikker på, at det, du køber, er det ægte produkt?

Undersøgelser har vist, at omkring en tredjedel af de sjældne whiskyer, der sælges på auktion, kan være falske. I en godt omtalt hændelse i 2017, en samler betalte en verdensrekord £7, 600 for en enkelt dram sjælden whisky, kun for senere at opdage, at han var blevet solgt en knock-off. Sådanne forfalskede drikke koster den britiske økonomi over 200 millioner pund i tabt omsætning hvert år, samt skader sælgernes omdømme.

Problemet med forfalsket alkohol er ikke begrænset til kun velhavende samlere. Flere tilfælde er blevet rapporteret om mennesker, der er blevet forgiftet og dør af at drikke whisky, der indeholder høje niveauer af giftig methanol.

Men snart er den slags problemer måske fortid, da vores forskning har gjort os i stand til at udvikle en ny metode, der kan bruge lasere til kemisk at teste whiskys ægthed, uden nogensinde at åbne flasken. Og afgørende, teknikken har potentiale til at måle andre stoffer på denne måde, inklusive humant væv.

Hvordan virker det?

Når en laserstråle skinner ind i et stof som whisky, væsken spreder noget af lyset i en række forskellige farver. Den nøjagtige blanding af producerede farver er unik for den kemiske sammensætning af prøven, og kan bruges som et fingeraftryk til at identificere prøven.

Teknikken til at måle dette fingeraftryk, som giver os en detaljeret forståelse af samspillet mellem lyset og de atomer og molekyler, der udgør en prøve, er kendt som spektroskopi. Ligesom fingeraftryksidentifikation af kriminelle, identiteten af ​​en whiskyprøve kan testes ved at krydsreference det spektroskopiske signal mod en database med kendte prøver.

Whisky er en særlig kompleks blanding af kemikalier, kendt som congenere, som giver indholdet af hvert fad en unik smag, aroma og farve. Mens kriminelle er blevet mere og mere sofistikerede i at efterligne smagen, lugt og udseende af eftertragtede drammer, for at narre dette system kræver det, at en falsk whisky er kemisk identisk med den ægte vare – en meget, meget svær ting at skabe.

Vi har udviklet spektroskopi-baserede test for whisky-ægthed i næsten et årti. Metoden virker også til anden mad og drikke, hvor forfalskning kan være et problem, såsom olivenolie, vin og honning.

Imidlertid, indholdet er ikke den eneste kilde til spredt lys. Et almindeligt problem i alle disse test er, at glasbeholderen kan producere et signal, der er endnu større end det fra indholdet.

Dette undgås i laboratoriet ved at teste en prøve placeret i en standardiseret beholder. Men hvis du lige havde brugt en mindre formue på den seneste tilføjelse til din samling af sjældne whiskyer, vil du have os til at fjerne og bruge noget af dit dyrebare køb?

Vores nye teknik er designet til at overvinde denne udfordring. I stedet for at belyse flasken med en standard laserstråle, vi introducerede et kegleformet stykke glas foran flasken for at omforme lyset.

Ved at danne en ring af laserlys på flaskens overflade, som samles til et tæt fokuseret sted i væskeindholdet, vi kan nu placere vores detektor, så kun spredt lys produceret inde i flasken bliver opsamlet - og alt lys produceret af ringen på glasset går glip af.

På denne måde kan vi måle indholdet (som at registrere et nøjagtigt fingeraftryk) uden det irriterende bidrag fra beholderen. Vi testede metoden på whisky fra en række destillerier, og var i stand til at skelne dem med lethed. Vi har også vist, at metoden virker til andre spiritus, herunder vodka og gin.

Andre nyttige fordele

Går ud over mad og drikke, alle mulige andre stoffer kan måles på denne måde. For nylig, vores gruppe viste, at du kan bruge en lignende laserbaseret tilgang til at måle bakterier og teste deres reaktion på antibiotika.

Metoder baseret på laserlys giver den potentielle fordel at fortælle os den kemiske sammensætning af det, de ser med høj opløsning og i en meget billigere og mere kompakt opsætning end en MR-scanner, give vital information i diagnosticering.

Laserspektroskopi giver os den kemiske information, men fordi lys normalt ikke trænger langt ind i huden, dette er i øjeblikket begrænset til diagnose tæt på overfladen. Vi planlægger at teste vores nye laserformningsmetode for at se, om den vil tillade lys at trænge dybere ind i væv og potentielt kemisk opdage kræft inde i kroppen.

For nu, spektroskopi tilbyder en potentielt enkel måde at teste alkoholer på, sammenlignet med andre laboratoriebaserede metoder såsom radiocarbondatering. Det er ikke-destruktivt, og som vores arbejde viser, kan udføres uden selv at åbne den originale beholder.

Enkelheden af ​​tilgangen antyder, at enheder nemt kan fremstilles til udbredt brug. I fremtiden, vi håber, at kendere vil være i stand til at autentificere deres dyre alkohol på købsstedet, uden at spilde en dråbe.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.