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納米傳感器可在幾分鐘內(nèi)檢出殘留農(nóng)藥

摘要:瑞典卡羅林斯卡學(xué)院研究人員開發(fā)出一種微型傳感器,可在幾分鐘內(nèi)檢出水果上的農(nóng)藥。在《先進(jìn)科學(xué)》雜志一篇論文中描述的該項(xiàng)概念驗(yàn)證技術(shù),使用由銀制成的火焰噴涂納米粒子來增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)。研究人員希望這些納米傳感器可幫助人們?cè)谑秤们鞍l(fā)現(xiàn)農(nóng)藥殘留。

  ICC訊 瑞典卡羅林斯卡學(xué)院研究人員開發(fā)出一種微型傳感器,可在幾分鐘內(nèi)檢出水果上的農(nóng)藥。在《先進(jìn)科學(xué)》雜志一篇論文中描述的該項(xiàng)概念驗(yàn)證技術(shù),使用由銀制成的火焰噴涂納米粒子來增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)。研究人員希望這些納米傳感器可幫助人們?cè)谑秤们鞍l(fā)現(xiàn)農(nóng)藥殘留。

  卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)、腫瘤和細(xì)胞生物學(xué)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(dá)一半含有大量與人類健康問題有關(guān)的農(nóng)藥殘留。然而,目前用于在消費(fèi)前檢測(cè)單一產(chǎn)品上農(nóng)藥殘留的技術(shù),相關(guān)傳感器成本高,制造工藝繁瑣,在實(shí)踐中受到限制。為克服這個(gè)問題,研究人員開發(fā)了廉價(jià)且可重復(fù)使用的納米傳感器,用于監(jiān)測(cè)在售水果的農(nóng)藥殘留。

  新納米傳感器采用了表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)技術(shù),可將金屬表面上生物分子的信號(hào)增強(qiáng)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(shù))創(chuàng)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(chǎn)均勻的SERS薄膜,消除了可擴(kuò)展性的關(guān)鍵障礙之一。

  然后,研究人員微調(diào)了單個(gè)銀納米粒子之間的距離,以提高它們的靈敏度。為了測(cè)試其檢測(cè)能力,他們?cè)?A href="http://m.huaquanjd.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e4%bc%a0%e6%84%9f%e5%99%a8&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">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(cè)到了分子信號(hào),并且在2.5個(gè)月后再次測(cè)試時(shí)其性能保持不變,這證明了它們的耐用性和大規(guī)模生產(chǎn)的可行性。

  為測(cè)試傳感器的實(shí)際應(yīng)用,研究人員對(duì)它們進(jìn)行了校準(zhǔn),以檢測(cè)低濃度的對(duì)硫磷—乙基,這是一種在大多數(shù)國家被禁止或限制使用的有毒農(nóng)業(yè)殺蟲劑。研究人員將少量對(duì)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(nóng)藥分子。溶液滴在傳感器上后,傳感器可在5分鐘內(nèi)檢測(cè)到農(nóng)藥殘留,而不會(huì)破壞水果。

  研究人員希望探索這種納米傳感器是否可應(yīng)用于其他領(lǐng)域,例如在資源有限的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)特定疾病的生物標(biāo)志物。

  【總編輯圈點(diǎn)】

  用傳感器檢測(cè)農(nóng)殘,以前不是沒想過,包括使用不明覺厲的表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù),因?yàn)檫@一技術(shù)對(duì)生物分子的信號(hào)特別敏感,而且此前也已用于化學(xué)和環(huán)境分析、檢測(cè)各種疾病生物標(biāo)志物等多個(gè)領(lǐng)域。然而縱有千般好,高成本和重復(fù)耐用性不足這兩點(diǎn)就阻礙了其大面積推廣。此次科學(xué)家們克服了既往障礙,創(chuàng)建的新傳感器不但夠靈敏,還夠便宜、夠“經(jīng)用”,可謂打開了真正的實(shí)用、易用之門。

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