Новые сенсоры на основе наночастиц могут измерять остатки гербицидов в пище

Два новых недорогих теста, использующих наночастицы для обнаружения химических веществ, могут точно измерять следовые количества двух потенциально вредных гербицидов во фруктах, овощах и их продуктах.

Исследовательская группа Университета штата Вашингтон, сообщая в журнале Food Chemistry, использовала два метода тестирования для измерения уровней двух гербицидов — атразина и ацетохлора — в образцах яблок, клубники, капусты, кукурузы и фруктовых соков. Работа демонстрирует практическую применимость их простых в использовании и недорогих методов анализа.

"Мы применили эту технологию для обнаружения в реальных образцах — что является важным шагом на пути к коммерциализации", — сказала Энни Ду, профессор-исследователь Школы машиностроения и материаловедения WSU и руководитель проекта.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) регулярно тестирует широкий спектр продуктов на наличие примерно 800 остатков пестицидов, и производители обязаны поддерживать остатки химикатов в пище ниже уровня, считающегося безопасным. Два измеряемых гербицида широко используются в растениеводстве в США. При высоких дозах они потенциально токсичны для людей и связаны с рядом заболеваний — от аллергий до нарушения гормонального фона и рака.

Однако текущее тестирование требует сложного и дорогого оборудования, а также обученного техника.

"Мы хотим создать недорогой метод, который можно использовать в полевых или лабораторных условиях", — сказал Берни Ван Ви, автор-корреспондент статьи и профессор Школы химического инженерии и биоинженерии имени Джина и Линды Войланд WSU.

За последние несколько лет исследователи разработали и запатентовали идею использования наночастиц палладия и платины для усиления сигнала молекул. Наночастицы присоединяются к антителу, которое распознает химическое вещество, а затем стимулируют генерацию сигнала. Усиление позволяет исследователям обнаруживать следовые количества химикатов и определять их уровень.

В этой последней работе исследователи использовали наночастицы в двух типах тестов для одновременного измерения двух химических веществ. Химикаты были внесены в образцы фруктов и овощей, измельченных в блендере.

Один из тестов использует палладий-платиновые наночастицы для катализа реакции, вызывающей изменение цвета образца при наличии гербицида. Тест можно провести с помощью небольшого портативного устройства. Другой разработанный тест использует наночастицы в недорогой бумажной полоске, похожей на тест на COVID-19 или беременность, которую можно считать с помощью смартфона.

Тесты были достаточно чувствительны, чтобы измерять химикаты вплоть до максимально допустимых уровней, и были валидированы с использованием традиционных методов тестирования.

"Мы действительно можем обнаруживать концентрации ниже максимально допустимых. Если в образце есть какой-либо пестицид или гербицид", — сказал Ван Ви. "Это хорошо, потому что, хотя это можно сделать другими методами, этот метод недорогой и портативный для использования в полевых условиях".