با کمک نانوحسگرهای جدید توسعه یافته توسط محققان موسسه کارولینسکا در سوئد، آفت‌کش‌ها را می‌توان در چند دقیقه روی میوه‌ها شناسایی کرد.
این گروه تحقیقاتی از روش رسوب نانوذرات با کمک شعله برای تولید نانوحسگرهای جدیدی استفاده کردند که می‌تواند بقایای آفت‌کش‌ها را در عرض چند دقیقه روی سطوح سیب تشخیص دهد.
در این روش محققان از نانوذرات نقره اسپری شده با شعله برای افزایش سیگنال مواد شیمیایی استفاده کردند. در حالی که محققان هنوز در مراحل اولیه هستند، امیدوارند این نانوحسگرها بتوانند به کشف آفت‌کش‌های غذایی قبل از مصرف کمک کنند. یافته های این تیم در Advanced Science منتشر شده است.
جورجیوس سوتیریو، محقق اصلی دپارتمان میکروبیولوژی، تومور و زیست شناسی سلولی، موسسه کارولینسکا، گفت: «گزارش‌ها نشان می‌دهند که نیمی از میوه‌هایی که در اتحادیه اروپا فروخته می‌شوند حاوی بقایای آفت‌کش‌هایی هستند که در مقادیر بیشتر با مشکلات سلامتی انسان مرتبط است.».
وی می‌افزاید: «با این حال، روش‌های فعلی برای تشخیص آفت‌کش‌ها بر روی محصولات منفرد قبل از مصرف، در عمل به دلیل هزینه بالا و ساخت دست و پاگیر حسگرهای آن محدود شده است. برای غلبه بر این موضوع، ما نانوحسگرهای ارزان و تکرارپذیری را توسعه دادیم که می‌توان از آن‌ها برای نظارت بر آثار آفت‌کش‌های میوه، در فروشگاه استفاده کرد.»
نانوحسگرهای جدید از پراکندگی رامان (SERS) تقویت‌شده سطحی استفاده می‌کنند، یک روش تشخیصی که می‌تواند سیگنال‌های تشخیصی مولکول‌های زیستی روی سطوح فلزی را بیش از یک میلیون برابر افزایش دهد. این فناوری در چندین زمینه تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفته است، اما هزینه‌های تولید بالا و تکرارپذیری محدود مانع از کاربرد گسترده در ایمنی مواد غذایی شده است.
در مطالعه حاضر، محققان یک نانوحسگر SERS با استفاده از اسپری شعله برای رساندن قطرات کوچک نانوذرات نقره بر روی سطح شیشه ایجاد کردند.
هایپنگ لی گفت: «اسپری شعله می‌تواند برای تولید سریع فیلم‌های SERS یکنواخت در حجم‌های بالا مورد استفاده قرار گیرد، و یکی از موانع اصلی مقیاس‌پذیری را از بین ببرد.»
محققان فاصله بین نانوذرات نقره را برای افزایش حساسیت آن‌ها تنظیم کردند. آن‌ها برای آزمایش توانایی خود در تشخیص مواد، لایه نازکی از رنگ ردیاب را در بالای حسگرها اعمال کردند و از یک طیف سنج برای کشف اثر انگشت مولکولی آن‌ها استفاده کردند. به گفته این تیم، حسگرها به طور قابل اعتماد و یکنواخت سیگنال‌های مولکولی را شناسایی کردند و عملکرد آن‌ها پس از آزمایش مجدد پس از ۲٫۵ ماه دست نخورده باقی ماند، که نشان‌دهنده پتانسیل ماندگاری و امکان‌پذیری آن‌ها برای تولید در مقیاس بزرگ است.
برای آزمایش کاربرد عملی حسگرها، محققان آن‌ها را برای شناسایی غلظت‌های پایین پاراتیون اتیل، یک حشره‌کش سمی کشاورزی که در بیشتر کشورها ممنوع یا محدود شده است، کالیبره کردند. مقدار کمی پاراتیون اتیل روی قسمتی از سیب قرار داده شد. باقی مانده این سم روی سیب با یک سواب پنبه‌ای که در محلولی غوطه ور شده بود تا مولکول‌های آفت‌کش‌ها حل شود، جمع‌آوری شدند. محلول روی حسگر ریخته شد که وجود آفت کش ها را تایید کرد.
هایپنگ لی می‌گوید: «حسگرهای ما می‌توانند باقیمانده‌های آفت‌کش را روی سطوح سیب در مدت زمان کوتاهی پنج دقیقه بدون از بین بردن میوه‌ها شناسایی کنند.»