當化學研究生艾比·加特邁坦第一次參觀德克薩斯大學奧斯汀分校的招聘之旅時，她瞭解了 MasSpec 筆——一種科學家們正在開發的用於接觸式診斷腫瘤的手持裝置。“我知道這就是我想要做研究的地方，”她說。加入實驗室後不久，她意識到，如果這支筆可以對人體組織進行分類，那麼它可能也適用於其他動物。
加特邁坦心中有一個非常具體的問題，而她的直覺得到了回報。她今年春天在《農業和食品化學雜誌》上發表的研究表明，將“筆”的筆尖接觸生肉或魚的樣本可以正確識別其來源的物種。該裝置在五個樣本上進行了測試，每個樣本的測試時間不到 15 秒。這個工具大約相當於普通墨水筆的長度，其提供答案的速度比一種名為聚合酶鏈反應 (PCR) 測試的領先的肉類評估技術快了約 720 倍，而且使用起來也容易得多。加特邁坦說，這可以幫助科學家解決一個全球保護問題：海鮮標籤錯誤。
海鮮欺詐不僅是餐廳食客的擔憂，他們點的是昂貴的野生紅鯛魚，結果卻吃到了一盤含汞的方頭魚。這種欺騙也威脅著環境。標籤錯誤的魚通常來自管理不善的漁業，這會損害當地的生態系統。有時，為了逃避保護法律或以高於市場價值的價格出售漁獲，會把一種魚冒充為錯誤的物種，或者謊稱是在不同的地理區域捕獲的。
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MasSpec 筆最初是為診斷腫瘤而開發的。圖片來源：安娜·克里格、艾比·加特邁坦和德克薩斯大學奧斯汀分校
這個問題很普遍。《生物保護》雜誌 2019 年的一項分析發現，大約 8% 的海鮮產品被錯誤標記。有些魚比其他魚更容易出現欺詐行為。海洋保護非營利組織 Oceana 的一項研究對已知被錯誤標記的物種（如鯛魚和金槍魚）進行了抽樣，發現分別有高達 87% 和 59% 的樣本被錯誤標記。
為了在被錯誤標記的魚到達消費者之前發現它們，包括美國食品和藥物管理局在內的政府機構的檢查員必須能夠測試樣本的所謂物種和原產地是否準確。這種測試還使監督機構能夠用“生態標籤”標記經過驗證的魚的包裝，該標籤向消費者表明海鮮符合該機構的檢查標準。海洋管理委員會 (MSC) 的供應鏈開發負責人娜塔莉·亨特表示，使用筆技術“似乎是企業對物種進行快速、基於科學的驗證的一種經濟實惠且快捷的方式”。MSC 是一個非營利組織，提供目前使用最廣泛的生態標籤之一。
MasSpec 裝置看起來像一個腫脹的灰色圓珠筆，一端伸出一個細管，將其連線到質譜儀和溶劑供應器。為了測試其效能，加特邁坦將筆尖接觸她在雜貨店購買的魚的樣本。筆將一滴溶劑釋放到樣本表面，然後透過管子將其吸回筆中，並進入質譜儀。
在機器內部，每個樣本都會自動溶解在溶劑中，然後汽化，將其化學成分轉化為離子。離子被髮射穿過磁場，磁場彎曲它們的路徑，使每個離子都沿新方向射出——基於其質量和電荷——然後落在檢測板上。透過記錄每個離子在板上的位置，該系統可以識別樣本中存在哪些化學物質（以及每種物質的含量）。
筆接觸魚後幾乎立即，機器的電腦螢幕上會顯示一個丘陵圖，顯示每種化合物的含量，該含量會因魚的種類和飲食而異。其他科學家已經瞭解了對許多魚類進行分類的化學特徵，加特邁坦的團隊使用這些特徵來訓練裝置的計算機。它將某些圖形形狀與各種魚類相關聯，然後在螢幕上顯示它們的名稱：“大比目魚”、“鱈魚”、“紅鮭魚”。未來，研究人員可以建立類似的化學特徵，以揭示魚的來源以及它是野生捕撈的還是人工養殖的。
該裝置相對便宜。它使用一次性筆尖和每次測試幾滴普通溶劑。而且它不會損害樣品，因此魚在測試後可以安全地出售和食用。
MasSpec 筆將進入一個已經擁有可靠（如果較慢且成本較高）技術（包括 DNA 測試）的商業市場。MSC 的高階科學家凱蒂·隆戈指出，任何此類新技術最初都將缺乏使其可訪問和可驗證的強大公共資料儲存庫。儘管如此，加特邁坦說，一些政府實驗室表示有興趣使用該筆來測試食品，德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員正在努力使其更適合野外使用。魚類測試實驗室可以將該筆連線到他們自己的質譜儀裝置，但加特邁坦和她的同事也希望它可以連線到現有的行動式機器，以便它可以在不同的地點工作。他們目前正在建立魚類物種化學特徵的資料庫，以便他們可以測試混合樣本或查明魚是在世界上的哪個地方捕獲的。
“大西洋鮭魚和紅鮭魚很容易相互替代，因為它們看起來一模一樣，但它們的棲息地不同，”加特邁坦說。“我們希望比這更具體——甚至可能確定它們來自哪個漁場。”