Ученые создали датчик, который за считанные минуты обнаруживает следы пестицидов на фруктах

Шведские ученые разработали датчик, который способен обнаруживать следы пестицидов на пищевых продуктах. Датчик успешно прошел испытания на фруктах, обнаружив запрещенные во многих странах пестициды всего за пять минут и без разрушения плода. Хотя нанодатчики все еще находятся на ранних стадиях разработки, исследователи надеются, что эти простые в использовании устройства помогут проверить безопасность пищевых продуктов до того, как ух употребят в пищу.

Ученые создали датчик, который за считанные минуты обнаруживает следы пестицидов на фруктах

Средства защиты растений используются во всем мире. Без них не было бы современного сельского хозяйства. Урожаям угрожают насекомые, грибы и другие микробы. При отсутствии применения защиты урожай может быть очень бедным. В более развитых странах это означает меньшую прибыль для фермеров, но в некоторых частях земного шара меньшие урожаи просто означают голод.

Однако в настоящее время пестициды часто используются превентивно. Так, на всякий случай. Фермер не знает, что угрожает его урожаю, поэтому он использует решение для защиты от всех известных опасностей и в максимально допустимых дозах. И эти соединения не безразличны к нашему здоровью.

Изобретение исследователей из Каролинского института позволит повысить осведомленность потребителей о пестицидах, присутствующих на пищевых продуктах, доступных в магазинах. Построенный ими крошечный датчик описан на страницах журнала «Advanced Science«.

Обнаружение следов пестицидов

— Отчеты показывают, что до половины всех фруктов содержат остатки пестицидов, которые в больших количествах были связаны с проблемами здоровья людей, – говорит Георгиос Сотириу из Каролинского института. — Однако современные методы обнаружения пестицидов на отдельных продуктах до потребления на практике ограничены высокой стоимостью и громоздким производством датчиков. Чтобы исправить это, мы разработали недорогие нанодатчики, которые можно использовать для мониторинга следов пестицидов на фруктах, например, в магазине, — добавляет он.

  Украинцы разработали перчатки, распознающий язык жестов

Новые нанодатчики используют открытие 70-х годов. известный как поверхностно усиленная спектроскопия комбинационного рассеяния (Surface Enhanced Raman Spectroscopy — SERS). Это мощный исследовательский метод измерения комбинационного рассеяния, с помощью которого можно увеличить интенсивность диагностических сигналов биомолекул, поглощенных на поверхности металла. Интенсивность сигнала зависит от многих факторов, но при правильных условиях это может привести к усилению сигнала в миллион раз.

SERS используется в нескольких областях исследований, включая химический и экологический анализ, а также для обнаружения биомаркеров различных заболеваний. Однако высокая стоимость и ограниченная воспроизводимость до сих пор препятствовали широкому применению этой техники в диагностике безопасности пищевых продуктов.

Технология с большим потенциалом

В этом новом исследовании ученые разработали наносенсор SERS с использованием пламенного (термического) напыления, хорошо зарекомендовавшего себя и экономичного метода нанесения покрытия, который изображает расплавленные или нагретые материалы на заданной подложке. В этом случае исследователи создали покрытие из наночастиц серебра на поверхности стекла.

Распыление пламенем можно использовать для быстрого создания однородных слоев SERS на больших площадях, устраняя одно из основных препятствий для масштабируемости, говорит Хайпэн Ли, первый автор исследования.

  Apple вводит "экстремальную" дополнительную защиту от вредоносного шпионского ПО

Ученые усовершенствовали технику распыления, чтобы уменьшить расстояние между отдельными наночастицами серебра и повысить их чувствительность. По словам исследователей, во время испытаний датчики надежно обнаруживали молекулярные сигналы, и их производительность оставалась неизменной в течение 2,5 месяцев, что подчеркивает их потенциал.

Достаточно пяти минут

Исследователи откалибровали свои датчики для обнаружения низких концентраций этилового паратиона, токсичного сельскохозяйственного инсектицида, который запрещен или ограничен в большинстве стран мира. Крошечный датчик без проблем обнаружил следы агента на яблоках, ранее обработанных пестицидом.

Наши датчики могут обнаружить остатки пестицидов на поверхности яблок за короткое время — пять минут — без разрушения фруктов, — говорит Хайпэн ли. — Хотя наши сенсоры еще предстоит проверить в более крупных исследованиях, мы предлагаем практическую возможность проверить безопасность продуктов питания в больших масштабах до потребления, – добавляет он.

В дальнейшей работе команда ученых намерена разработать датчики, позволяющие выявлять различные заболевания. Эти типы устройств были бы большой помощью для бедных регионов, где современные лаборатории недоступны.

Подписка на наши новости:
Science XXI
Adblock
detector