Шведские ученые создали миниатюрный детектор, позволяющий выявлять пестициды на поверхности фруктов всего за нескольких минут. На данный момент ключевой задачей создателей детектора является снижение высокой стоимости и упрощение сложного процесса его производства. Исследователи надеются, что со временем их разработку можно будет производить в промышленных масштабах для того, чтобы обеспечить возможность проверять фрукты на наличие пестицидов на уровне супермаркетов.
- Согласно исследованиям, почти половина всех фруктов, продаваемых в странах ЕС, имеют остаточное содержание пестицидов, которые при употреблении в больших количествах могут привести к проблемам со здоровьем, - говорит Георгиос Сотириу, главный научный сотрудник отдела микробиологии и клеточной биологии Каролинского института в Стокгольме. - Мы разработали недорогие мини-детекторы, которые можно было бы использовать для отслеживания остаточного содержания пестицидов во фруктах, например в магазинах.
В журнале AdvancedScience описан метод, на основе которого работает миниатюрный детектор. Метод основан на распылении наночастиц серебра для упрощения обнаружения химических веществ.
Чтобы проверить практическое применение детекторов, исследователи откалибровали их для обнаружения низких концентраций паратион-этила, токсичного инсектицида, который запрещен или ограничен в использовании во многих странах.
Небольшое количество паратион-этила было нанесено на часть яблока. После чего остаточные частицы вещества собирали с поверхности с помощью ватного тампона. Затем тампон был погружен в раствор для высвобождения молекул пестицида. Каплю раствора нанесли на детектор, который подтвердил наличие пестицида.
- Наши детекторы могут обнаружить остатки пестицидов на поверхности яблока всего за пять минут, причем плоды при использовании такого метода не повреждаются, - говорит Хайпенг Ли, аспирант-исследователь из лаборатории Сотириу. – И хотя действие нового метода еще необходимо подтвердить в ходе более масштабных исследований, мы уже смогли предложить концепцию для тестирования безопасности фруктов на их пути к потребителям.
В ходе работы ученых нанодетектор спектроскопии комбинационного рассеяния (SERS) был создан с помощью плазменного напыления. Эта технология давно зарекомендовала себя в качестве экономически эффективного метода нанесения мелких частиц серебра на стеклянные поверхности.
Плазменное напыление позволяет быстро создавать однородные SERS пленки большой площади, позволяя устранить одну из ключевых проблем для проведения подобных измерений. Исследователи смогли сократить расстояние между отдельными наночастицами серебра, чтобы повысить чувствительность метода. Для тестирования возможности определения химикатов в растворе ученые нанесли тонкий слой отслеживающего красителя на поверхность сенсоров и использовали спектрометр для выявления структурных "отпечатков пальцев" молекул.
Сенсоры надежно и равномерно распознали молекулы химических веществ. И успешно повторили результат анализа спустя 2,5 месяца. По мнению ученых, это означает, что детекторы могут храниться длительное время и потому пригодны для промышленного производства.
В новых нанодетекторах используется открытие 1970-х годов, известное как рамановская спектроскопия с поверхностным усилением или спектроскопия комбинационного рассеяния (SERS - surface-enhanced Raman spectroscopy). Это эффективный метод измерения, который способен усилить возможности распознавания молекул на металлических поверхностях более чем в миллион раз.
Данная технология используется во многих областях исследований, включая химический и экологический анализ, а также выявление биомаркеров различных заболеваний. Однако высокие затраты на использование и недостаточная повторяемость результатов этого метода препятствуют его широкому применению в диагностике безопасности пищевых продуктов.
Исследователи намерены выяснить, могут ли разработанные нанодетекторы использоваться и в других областях, например в выявлении биомаркеров конкретных заболеваний, если нет возможности пройти полное медобследование.
Источник: FruitNews по материалам Advanced Science, foodingredientsfirst.com.