納米傳感器可在幾分鍾內檢出殘留農藥
瑞典卡羅林斯卡學院研究人員開發出一種微型傳(chuan) 感器,可在幾分鍾內(nei) 檢出水果上的農(nong) 藥。在《先進科學》雜誌一篇論文中描述的該項概念驗證技術,使用由銀製成的火焰噴塗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(chuan) 感器可幫助人們(men) 在食用前發現農(nong) 藥殘留。
卡羅林斯卡醫學院微生物學、腫瘤和細胞生物學係首席研究員喬(qiao) 治·索特裏奧稱,在歐盟銷售的所有水果中,多達一半含有大量與(yu) 人類健康問題有關(guan) 的農(nong) 藥殘留。然而,目前用於(yu) 在消費前檢測單一產(chan) 品上農(nong) 藥殘留的技術,相關(guan) 傳(chuan) 感器成本高,製造工藝繁瑣,在實踐中受到限製。為(wei) 克服這個(ge) 問題,研究人員開發了廉價(jia) 且可重複使用的納米傳(chuan) 感器,用於(yu) 監測在售水果的農(nong) 藥殘留。
新納米傳(chuan) 感器采用了表麵增強拉曼散射(SERS)技術,可將金屬表麵上生物分子的信號增強超過100萬(wan) 倍。研究人員此次通過使用火焰噴塗(一種成熟且具有成本效益的金屬塗層沉積技術)創建了一種SERS納米傳(chuan) 感器,將銀納米粒子的小液滴輸送到玻璃表麵。火焰噴塗在大麵積上快速生產(chan) 均勻的SERS薄膜,消除了可擴展性的關(guan) 鍵障礙之一。
然後,研究人員微調了單個(ge) 銀納米粒子之間的距離,以提高它們(men) 的靈敏度。為(wei) 了測試其檢測能力,他們(men) 在傳(chuan) 感器頂部塗上一層薄薄的示蹤染料,並使用光譜儀(yi) 來揭示它們(men) 的分子指紋。研究表明,傳(chuan) 感器可靠且均勻地檢測到了分子信號,並且在2.5個(ge) 月後再次測試時其性能保持不變,這證明了它們(men) 的耐用性和大規模生產(chan) 的可行性。
為(wei) 測試傳(chuan) 感器的實際應用,研究人員對它們(men) 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製使用的有毒農(nong) 業(ye) 殺蟲劑。研究人員將少量對硫磷—乙基放在蘋果上,隨後用棉簽收集殘留物,棉簽浸入溶液中以溶解農(nong) 藥分子。溶液滴在傳(chuan) 感器上後,傳(chuan) 感器可在5分鍾內(nei) 檢測到農(nong) 藥殘留,而不會(hui) 破壞水果。
研究人員希望探索這種納米傳(chuan) 感器是否可應用於(yu) 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誌物。
記者張夢然
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