微型传感器快速检农药
2022-08-02 1947 丁沃沃 澳门日报
瑞典研究人员日前开发出一种微型传感器,可在几分钟内检出水果上的农药。据了解,该项技术使用由银製成的火焰喷涂纳米粒子来增强化学物质的信号。研究人员希望这些纳米传感器可帮助民众在食用前发现农药残留。
负责研究新型传感器的瑞典卡罗林斯卡医学院微生物学首席研究员乔治称,在欧盟销售的所有水果中,多达一半含有大量与人类健康问题有关的农药残留。然而,目前用于在消费前检测单一产品上农药残留的技术,相关传感器成本高,製造工艺繁琐,在实践中受到限制。为克服这个问题,研究团队开发了廉价且可重複使用的纳米传感器,用于监测在售水果的农药残留。
研究人员介绍称,新纳米传感器採用表面增强拉曼散射(SERS)技术,可将金属表面上生物分子的信号增强超过一百万倍。研究人员此次通过使用火焰喷涂(一种成熟且具有成本效益的金属涂层沉积技术)创建了一种SERS纳米传感器,将银纳米粒子的小液滴输送到玻璃表面。火焰喷涂在大面积上快速生产均匀的SERS薄膜,消除了可扩展性的关键障碍之一。
从视频上看,研究人员微调了单个银纳米粒子之间的距离,以提高它们的灵敏度。为了测试其检测能力,他们在传感器顶部涂上一层薄薄的示蹤染料,并使用光谱仪来揭示它们的分子指纹。研究表明,传感器可靠且均匀地检测到了分子信号,并且在二个月后再次测试时其性能保持不变,这证明了它们的耐用性和大规模生产的可行性。
为测试传感器的实际应用,研究人员对它们进行了校準,以检测低浓度的对硫磷—乙基,这是一种在大多数国家被禁止或限制使用的有毒农业杀虫剂。研究人员将少量对硫磷—乙基放在苹果上,随后用棉签收集残留物,棉签浸入溶液中以溶解农药分子。溶液滴在传感器上后,传感器可在五分钟内检测到农药残留,而不会破坏水果。
据了解,用传感器检测农残,以前不是没想过,包括使用增强拉曼散射技术,因为这一技术对生物分子的信号特别敏感,而且此前也已用于化学和环境分析、检测各种疾病生物标誌物等多个领域。然而纵有千般好,高成本和重複耐用性不足这两点就阻碍了其大面积推广。此次研究团队克服了既往障碍,创建的新传感器不但够灵敏,还够便宜、够“经用”,可谓打开了真正的实用、易用之门。
下一步,研究人员希望探索这种纳米传感器是否可应用于其他领域,例如在资源有限的环境中发现特定疾病的生物标誌物。
多 姿
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