Шведские ученые разработали крошечный датчик, который может обнаружить пестициды на фруктах всего за несколько минут, сообщает пресс-служба Каролинского института. Техника, описанная в журнале Advanced Science, использует распыляемые пламенем наночастицы, сделанные из серебра, для усиления сигнала химических веществ.
В новых наносенсорах используется поверхностно-усиленное комбинационное рассеяние, или SERS, – мощный метод обнаружения, который может увеличить диагностические сигналы биомолекул на металлических поверхностях более чем в 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.
Исследователи из Каролинского института 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 производства однородных пленок SERS на больших площадях.
Затем исследователи точно настроили расстояние между отдельными наночастицами серебра, чтобы повысить их чувствительность. Проверяя, способны ли они обнаруживать вещества, ученые нанесли тонкий слой индикаторного красителя поверх датчиков и использовали спектрометр, чтобы обнаружить молекулярные отпечатки пальцев. По словам исследователей, датчики надежно и равномерно обнаруживали молекулярные сигналы, и их производительность оставалась неизменной при повторном тестировании через 2,5 месяца. То есть эи наносенсоры смогут прослужить долгое время.
В тестировании датчика исследователи смогли обнаружить низкие концентрации паратион-этила – токсичного сельскохозяйственного инсектицида, который запрещен или ограничен в большинстве стран. Небольшое количество паратион-этила поместили на яблоко. Позже остатки собрали ватным тампоном и погрузили в средство для растворения молекул пестицида. Этим раствором капали на датчик, который подтверждал: в растворе действительно есть пестициды.
В дальнейшем исследователи планируют изучить, можно ли применять новые наносенсоры в других областях. Напримр, обнаруживать биомаркеры конкретных заболеваний в местах оказания медицинской помощи в условиях ограниченных ресурсов.
[Иллюстрация: ARTWORK BY HAIPENG LI AND GEORGIOS A SOTIRIOU]
