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          納米傳感器可在幾分鐘內檢出殘留農藥

          2022年06月09日 10:25:02 來源:科技日報 作者:張夢然

            瑞典卡羅林斯卡學院研究人員開發出一種微型傳感器,可在幾分鐘內檢出水果上的農藥。在《先進科學》雜志一篇論文中描述的該項概念驗證技術,使用由銀制成的火焰噴涂納米粒子來增強化學物質的信號。研究人員希望這些納米傳感器可幫助人們在食用前發現農藥殘留。

            卡羅林斯卡醫學院微生物學、腫瘤和細胞生物學系首席研究員喬治·索特里奧稱,在歐盟銷售的所有水果中,多達一半含有大量與人類健康問題有關的農藥殘留。然而,目前用于在消費前檢測單一產品上農藥殘留的技術,相關傳感器成本高,制造工藝繁瑣,在實踐中受到限制。為克服這個問題,研究人員開發了廉價且可重復使用的納米傳感器,用于監測在售水果的農藥殘留。

            新納米傳感器采用了表面增強拉曼散射(SERS)技術,可將金屬表面上生物分子的信號增強超過100萬倍。研究人員此次通過使用火焰噴涂(一種成熟且具有成本效益的金屬涂層沉積技術)創建了一種SERS納米傳感器,將銀納米粒子的小液滴輸送到玻璃表面;鹧鎳娡吭诖竺娣e上快速生產均勻的SERS薄膜,消除了可擴展性的關鍵障礙之一。

            然后,研究人員微調了單個銀納米粒子之間的距離,以提高它們的靈敏度。為了測試其檢測能力,他們在傳感器頂部涂上一層薄薄的示蹤染料,并使用光譜儀來揭示它們的分子指紋。研究表明,傳感器可靠且均勻地檢測到了分子信號,并且在2.5個月后再次測試時其性能保持不變,這證明了它們的耐用性和大規模生產的可行性。

            為測試傳感器的實際應用,研究人員對它們進行了校準,以檢測低濃度的對硫磷—乙基,這是一種在大多數國家被禁止或限制使用的有毒農業殺蟲劑。研究人員將少量對硫磷—乙基放在蘋果上,隨后用棉簽收集殘留物,棉簽浸入溶液中以溶解農藥分子。溶液滴在傳感器上后,傳感器可在5分鐘內檢測到農藥殘留,而不會破壞水果。

            研究人員希望探索這種納米傳感器是否可應用于其他領域,例如在資源有限的環境中發現特定疾病的生物標志物。

            【總編輯圈點】

            用傳感器檢測農殘,以前不是沒想過,包括使用不明覺厲的表面增強拉曼散射技術,因為這一技術對生物分子的信號特別敏感,而且此前也已用于化學和環境分析、檢測各種疾病生物標志物等多個領域。然而縱有千般好,高成本和重復耐用性不足這兩點就阻礙了其大面積推廣。此次科學家們克服了既往障礙,創建的新傳感器不但夠靈敏,還夠便宜、夠“經用”,可謂打開了真正的實用、易用之門。

          [編輯: 陳路漫]
          (本文來源:科技日報)
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