Пестицидите и хербицидите са от решаващо значение за осигуряване на продоволствената сигурност в световен мащаб, но тези вещества могат да представляват риск за безопасността на хората, които неволно ги поглъщат. Ето защо защитата на човешкото здраве изисква чувствителни аналитични методи за идентифициране дори на следи от потенциално вредни вещества.
Сега изследователите, които публикуват доклада си в ACS' Nano Letters, са разработили високотехнологичен метод за визуализация за откриване на замърсяване с пестициди на ниски нива, а прилагането му върху плодове разкрива, че настоящите практики за безопасност на храните може да се окажат недостатъчни.
Аналитичният метод, наречен повърхностно усилена Раманова спектроскопия (SERS), набира популярност като недеструктивен метод за откриване на химикали от съвременното земеделие върху продуктите. При SERS се използват метални наночастици или нанолистове за усилване на сигналите, създавани от молекулите, когато те са изложени на раманов лазерен лъч.
Моделите, създадени от усилената от метала разсеяна светлина, служат като молекулярни подписи и могат да се използват за идентифициране на малки количества специфични съединения. В търсене на подобряване на чувствителността на SERS за откриване на пестициди, Донгдонг Йе, Ке Джън, Шаобо Хан и колегите им проектират мембрана с метално покритие, която могат да поставят върху отглежданите във фермата продукти. Те също така са искали да разработят материала така, че да бъде достатъчно универсален, за да може да се използва за редица други приложения.
Изследователите започнали с целулозен хидрогел, който разтеглили, за да образуват подредени наноразмерни бръчки по повърхността му. След това потопили филма в разтвор на сребърен нитрат, за да покрият браздите със сребърни наночастици, които усилват SERS. Получената мембрана е изключително гъвкава и практически прозрачна във видимата светлина - съществени характеристики за откриване на SERS сигнали.
При тестването на мембраната със сребро за приложения в областта на безопасността на храните изследователите пръскат пестицидите тирам и карбендазим, поотделно или заедно, върху ябълки, изсушават плодовете на въздух и след това ги измиват, за да имитират ежедневните практики. Когато поставили мембраната си върху ябълките, SERS открил пестициди върху тях, въпреки че химикалите били в ниски концентрации. Екипът успява също така ясно да определи сигнатурите на разсеяната светлина за всеки пестицид върху ябълки, напръскани с тирам и карбендазим, както и да открие замърсяване с пестициди през кората на плода и в най-външния слой на пулпата.
Тези резултати показват, че само измиването може да се окаже недостатъчно за предотвратяване на поглъщането на пестициди и че е необходимо обелване, за да се отстрани потенциалното замърсяване в кожата и външната част на пулпата, казват изследователите. Освен при ябълките, те използват мембранната система SERS и за откриване на пестициди при краставици, скариди, чили на прах и ориз.
Авторите потвърждават финансирането от Националната фондация за природни науки на Китай.
