Наносенсор обнаруживает пестициды на фруктах за считанные минуты

Прочитано: 120 раз(а)


Исследователи из Каролинского института в Швеции разработали крошечный датчик для обнаружения пестицидов на фруктах всего за несколько минут. Техника, описанная в качестве доказательства концепции в статье в журнале Advanced Science, использует распыляемые пламенем наночастицы, сделанные из серебра, для усиления сигнала химических веществ. Исследователи надеются, что пока они находятся на ранней стадии, эти наносенсоры помогут обнаружить пищевые пестициды до их употребления.

«Отчеты показывают, что до половины всех фруктов, продаваемых в ЕС, содержат остатки пестицидов, которые в больших количествах связаны с проблемами со здоровьем человека», — говорит Георгиос Сотириу, главный научный сотрудник отдела микробиологии, биологии опухолей и клеточной биологии Каролинского института. и соответствующий автор исследования. «Однако современные методы обнаружения пестицидов в отдельных продуктах перед употреблением на практике ограничены высокой стоимостью и трудоемкостью изготовления датчиков. Чтобы преодолеть это, мы разработали недорогие и воспроизводимые нанодатчики, которые можно использовать для отслеживания следов фруктовых пестицидов . например, в магазине».

В новых наносенсорах используется открытие 1970-х годов, известное как поверхностно-усиленное комбинационное рассеяние, или SERS, мощный метод обнаружения, который может увеличить диагностические сигналы биомолекул на металлических поверхностях более чем в 1 миллион раз. Эта технология использовалась в нескольких областях исследований, включая химический анализ и анализ окружающей среды, а также для обнаружения биомаркеров различных заболеваний. Однако высокие производственные затраты и ограниченная воспроизводимость от партии к партии до сих пор препятствовали широкому применению в диагностике безопасности пищевых продуктов.

Технология распыления пламени

В текущем исследовании исследователи создали нанодатчик SERS, используя пламенное распыление — хорошо зарекомендовавший себя и экономически эффективный метод нанесения металлического покрытия — для доставки небольших капель наночастиц серебра на поверхность стекла.

«Распыление пламенем можно использовать для быстрого получения однородных пленок SERS на больших площадях, устраняя одно из основных препятствий для масштабируемости», — говорит Хайпэн Ли, научный сотрудник лаборатории Сотириу и первый автор исследования.

Затем исследователи точно настроили расстояние между отдельными наночастицами серебра, чтобы повысить их чувствительность. Чтобы проверить их способность обнаруживать вещества, они нанесли тонкий слой индикаторного красителя поверх датчиков и использовали спектрометр, чтобы обнаружить молекулярные отпечатки пальцев. Датчики надежно и равномерно обнаруживали молекулярные сигналы, и их производительность оставалась неизменной при повторном тестировании через 2,5 месяца, что, по словам исследователей, подчеркивает их потенциальный срок годности и возможность крупномасштабного производства.

Обнаружены пестициды на яблоках

Чтобы проверить практическое применение датчиков, исследователи откалибровали их для обнаружения низких концентраций паратион-этила, токсичного сельскохозяйственного инсектицида, который запрещен или ограничен в большинстве стран. Небольшое количество паратион-этила помещали на часть яблока. Позже остатки собирали ватным тампоном, погруженным в раствор для растворения молекул пестицида. Раствор капали на датчик, что подтверждало наличие пестицидов .

«Наши датчики могут обнаруживать остатки пестицидов на поверхности яблок за короткое время в пять минут, не разрушая плоды», — говорит Хайпэн Ли. «Хотя они должны быть проверены в более крупных исследованиях, мы предлагаем практическое применение проверки концепции для тестирования безопасности пищевых продуктов в масштабе перед употреблением».

Затем исследователи хотят изучить, можно ли применять наносенсоры в других областях, например, для обнаружения биомаркеров конкретных заболеваний в местах оказания медицинской помощи в условиях ограниченных ресурсов.

Наносенсор обнаруживает пестициды на фруктах за считанные минуты



Новости партнеров