Znanstveniki z Univerze v São Paulu (USP) so ustvarili nosljivo senzorsko napravo, vgrajeno v rokavico iz sintetične gume, ki lahko zazna ostanke pesticidov v hrani. Delo, ki ga je podprl Fapesp, je zasnoval in vodil kemik Paulo Augusto Raymundo-Pereira, raziskovalec na Inštitutu za fiziko São Carlos (IFSC-USP).

Naprava ima tri elektrode, ki se nahajajo na kazalcu, srednjem in prstancu. Na rokavicah so bili natisnjeni s serigrafijo, s prevodnim ogljikovim črnilom in omogočajo detekcijo snovi karbendazim (fungicid karbamatnega razreda), diuron (herbicid razreda fenilamida), parakvat (herbicid, ki je uvrščen na seznam bipiridinijevih). ) in fenitrotion (organofosfatni insekticid). V Braziliji se karbendazim, diuron in fenitrotion uporabljajo pri žitih (pšenica, riž, koruza, soja in fižol), citrusih, kavi, bombažu, kakavu, bananah, ananasu, jabolkih in sladkornem trsu. Uporaba parakvata je v državi prepovedala Nacionalna agencija za zdravstveni nadzor (Anvisa).

Analizo je mogoče opraviti neposredno na tekočinah, tako da konico prsta, ki vsebuje senzor, potopite v vzorec, pa tudi na sadje in zelenjavo, tako da se samo dotaknete površine vzorca.

Sergio Antonio Spinola Machado, profesor na Kemijskem inštitutu São Carlos (IQSC-USP) in soavtor raziskave, pravi, da na trgu ni nič podobnega in da metode za odkrivanje pesticidov, ki se danes najbolj uporabljajo, temeljijo na tehnike, kot so kromatografija (analiza ločevanja zmesi), spektrofotometrija (optična metoda analize, ki se uporablja v biologiji in fizikalni kemiji), elektroforeza (tehnika, ki uporablja električno polje za ločevanje molekul) ali laboratorijski testi.

"Vendar so te metodologije drage, zahtevajo specializirano delo in dolg čas med analizami in pridobivanjem rezultatov. Senzorji so alternativa običajnim tehnikam, saj na podlagi zanesljivih, enostavnih in robustnih analiz zagotavljajo hitre, na mestu in nizko- analitične informacije o stroških."

V rokavicah, ki jih je ustvarila skupina, je vsak prst odgovoren za elektrokemično odkrivanje razreda pesticidov. Identifikacija se opravi na površini živila, vendar v vodnem mediju. "Potrebujemo vodo, ker potrebujemo elektrolit [snov, ki je sposobna tvoriti pozitivne in negativne ione v vodni raztopini]. Samo kapnite kapljico na hrano in raztopina vzpostavi stik med njo in senzorjem. senzor in raztopina", podrobnosti o kemiki Nathalii Gomes, raziskovalki pri IQSC-USP in članu ekipe.

Senzorji

Postopek preverjanja prisotnosti pesticidov je preprost. Na vzorec se položi en prst naenkrat: najprej kazalec; nato sredina in na koncu prstan. V primeru sadnega soka samo potopite prste v tekočino enega za drugim. Odkrivanje se izvede v eni minuti, v primeru prstanca pa v manj kot eni minuti.

"Senzor na prstancu uporablja hitrejšo tehniko. Sestavljen je iz funkcionalizirane ogljikove elektrode, medtem ko sta druga dva prsta sestavljena iz elektrod, modificiranih z ogljikovimi nanosferami [kazalec] in ogljikovim printexom, specifično vrsto ogljikovih nanodelcev. [srednji prst]. Po zaznavi podatke analizira programska oprema, nameščena na mobilnem telefonu,« pojasnjuje Raymundo-Pereira.

Raziskovalec poudarja, da je vključitev ogljikovih materialov senzorjem dala selektivnost, eno najpomembnejših in najtežjih lastnosti, ki jih je mogoče doseči v podobnih napravah. "Skrbna izbira materialov na osnovi ogljika je omogočila občutljivo in selektivno odkrivanje štirih razredov pesticidov med najbolj uporabljenimi v kmetijstvu: karbamati, fenilamidi [podrazred fenilsečnin], bipiridinijeve spojine in organofosfati. Tako je ena od razlik izuma je v sposobnosti selektivne detekcije v prisotnosti drugih skupin pesticidov, kot so triazini, substituirani glicin, triazol, strobilurin in dinitroanilin. S tradicionalnimi metodami to ni mogoče."

Še en poudarek naprave je možnost neposredne detekcije, brez potrebe po pripravi vzorca, zaradi česar je proces hiter. Poleg tega metoda ohranja hrano, kar omogoča uživanje po analizi.

Rokavice nimajo roka uporabnosti in se lahko uporabljajo, dokler niso poškodovani senzorji. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, profesor na IFSC-USP in soavtor raziskave, pojasnjuje, da lahko senzorje poškodujejo organska topila (kot sta alkohol in aceton) ali zaradi kakšnega nepravilnega mehanskega stika na površini senzorja (predmet, ki praska). to na primer).

Trg

Raymundo-Pereira poudarja, da je izdelek inovativen in da postopek prijave patenta že poteka na Nacionalnem inštitutu za industrijsko lastnino (Inpi). Trdi, da ni enostavnega postopka za odkrivanje pesticidov, kar je glavni razlog, da na trgu še niso na voljo testi za razlikovanje različnih razredov pesticidov in drugih onesnaževal. Zanj bi bila uporaba naprav, kot je rokavica, ki omogočajo kemično analizo nevarnih materialov na mestu, pomembna v živilskih, okoljskih, forenzičnih in varnostnih aplikacijah, kar bi omogočilo hiter proces odločanja na terenu.

"Predstavniki mednarodnih agencij, ki nadzorujejo vnos hrane v različnih državah po svetu, že nosijo rokavice za ravnanje z njimi. Predstavljajte si, če bi imeli vgrajen sistem za zaznavanje pesticidov? Živila, ki vsebujejo prepovedane pesticide, bi na meji zavrgli. tudi žetev."

Po mnenju raziskovalca je strošek naprave v bistvu strošek rokavice, brez senzorja. "Senzorji stanejo manj kot 0,1 dolarja. Glavni strošek so rokavice. Uporabljamo rokavice iz nitrila, ker je manj porozna kot rokavica iz lateksa. S pandemijo je cena narasla v nebo. In posamezni stroški so narasli . Kljub temu je naprava, ki smo jo ustvarili, zelo poceni izdelek. Cenovno ugodnejša od današnjih testov."

Raziskavo je financiral FAPESP v okviru štirih projektov (16/01919-6; 20/09587-8; 19/01777-5; in 18/22214-6).

Članek Selektivno in občutljivo multipleksirano odkrivanje pesticidov v vzorcih hrane z uporabo nosljivih, fleksibilnih neencimskih senzorjev, vgrajenih v rokavice, je dostopen tukaj.

bbabo.Net