Nano Letters: Инновация обнаруживает пестициды во фруктах сквозь кожуру и мякоть

Пестициды и гербициды важны для обеспечения продовольственной безопасности, но они могут быть опасны для человека. Поэтому нам нужны чувствительные аналитические методы, которые выявляют даже небольшое количество вредных веществ в продуктах.

Исследователи разработали новый метод визуализации, который обнаруживает пестицидное загрязнение на низком уровне. Применение этого метода к фруктам показывает, что существующих методов обеспечения безопасности пищевых продуктов может быть недостаточно.

Метод поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS) становится всё более популярным для обнаружения химикатов из фермерских хозяйств на продуктах.

В этом методе металлические наночастицы или нанолисты усиливают сигналы молекул при облучении их лучом рамановского лазера. Узоры рассеянного света, усиленного металлом, служат молекулярными сигнатурами и позволяют идентифицировать небольшие количества конкретных соединений.

Донгдонг Йе, Ке Чжэн и Шаобо Хань разработали универсальную мембрану с металлическим покрытием, которую можно использовать для повышения чувствительности SERS при обнаружении пестицидов.

Исследователи начали с гидрогелевой плёнки из целлюлозы. Они растянули её, чтобы создать на поверхности выровненные наноразмерные морщины. Затем плёнку погрузили в раствор нитрата серебра, чтобы покрыть бороздки наночастицами серебра, которые усиливают SERS. Полученная мембрана была гибкой и практически прозрачной для видимого света, что важно для обнаружения SERS-сигналов.

В ходе испытаний учёные распылили пестициды на яблоки, высушили и вымыли их. Затем они положили на фрукты специальную мембрану.

Метод SERS обнаружил пестициды даже в низких концентрациях. Команда смогла определить сигнатуры рассеянного света для каждого пестицида на яблоках и обнаружила загрязнение через кожуру и внешний слой мякоти.

Исследователи выяснили, что пестициды могут оставаться на кожуре и в верхнем слое мякоти. Поэтому одного мытья может быть недостаточно для удаления потенциального загрязнения.

Учёные использовали мембранную систему SERS не только для яблок, но и для анализа других продуктов: огурцов, креветок, порошка чили и риса.

Результаты опубликованы в журнале ACS Nano Letters.

07.08.2024