Cảm biến nano hữu cơ có thể phát hiện thuốc trừ sâu có hại

Dấu thời gian: 30:2023 PM ngày 1 tháng 34 năm XNUMX
Nút nguồn: 2854944
30/2023/XNUMX (Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu tại Concordia đã phát triển một hệ thống mới sử dụng các cảm biến nano cực nhỏ gọi là chấm carbon để phát hiện sự hiện diện của glyphosate hóa học được sử dụng rộng rãi. Những phát hiện được công bố trong Cảm biến (“Ratiometric Sensing of Glyphosate in Water Using Dual Fluorescent Carbon Dots”). Glyphosate là một loại thuốc trừ sâu được tìm thấy trong hơn 750 sản phẩm nông nghiệp, lâm nghiệp, đô thị và gia dụng, bao gồm cả thuốc diệt cỏ Roundup phổ biến của Monsanto. Nó cũng gây tranh cãi: các nghiên cứu đã liên kết việc sử dụng quá mức với ô nhiễm môi trường và ung thư ở người. Việc bán nó bị cấm hoặc hạn chế ở hàng chục quốc gia và khu vực pháp lý, bao gồm cả Canada. Hệ thống của các nhà nghiên cứu dựa vào sự tương tác hóa học của các chấm carbon với glyphosate để phát hiện sự hiện diện của nó. Các chấm carbon là các hạt huỳnh quang cực nhỏ, thường có kích thước không quá 10 hoặc 15 nanomet (một sợi tóc con người có kích thước từ 80,000 đến 100,000 nanomet). Nhưng khi chúng được thêm vào dung dịch nước, những vật liệu nano này sẽ phát ra huỳnh quang màu xanh và đỏ. Các chấm carbon keo phân tán trong nước Các chấm carbon keo phân tán trong nước. (Ảnh: Đại học Concordia) Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật phân tích được gọi là xét nghiệm tự tham chiếu bằng phép đo tỷ lệ để xác định mức glyphosate trong dung dịch. Sự phát huỳnh quang màu đỏ do các chấm carbon phát ra khi tiếp xúc với nồng độ hóa chất khác nhau và các mức độ pH khác nhau được so sánh với đối chứng không có glyphosate. Trong tất cả các thử nghiệm, huỳnh quang màu xanh lam không thay đổi, giúp các nhà nghiên cứu có một điểm tham chiếu chung trong các thử nghiệm khác nhau. Họ quan sát thấy rằng hàm lượng glyphosate cao hơn đã làm giảm huỳnh quang màu đỏ, điều mà họ cho là có liên quan đến sự tương tác của thuốc trừ sâu với bề mặt của các chấm carbon. Adryanne Clermont-Paquette, một nghiên cứu sinh tiến sĩ về sinh học và là tác giả chính của bài báo, cho biết: “Hệ thống của chúng tôi khác với các hệ thống khác vì chúng tôi đang đo diện tích giữa hai đỉnh—hai dấu hiệu huỳnh quang—trên quang phổ khả kiến”. “Đây là vùng tích hợp giữa hai đường cong. Phép đo tỷ lệ cho phép chúng ta bỏ qua các biến số như nhiệt độ, độ pH hoặc các yếu tố môi trường khác. Điều đó cho phép chúng tôi chỉ xem xét mức độ glyphosate và chấm carbon có trong hệ thống.” Rafik Naccache, phó giáo sư hóa học và hóa sinh, đồng thời là tác giả giám sát của bài báo, cho biết: “Bằng cách hiểu được tính chất hóa học trên bề mặt của những chấm rất nhỏ này và biết được tính chất quang học của chúng, chúng ta có thể sử dụng chúng để làm lợi thế cho nhiều ứng dụng khác nhau”.

Bắt đầu nhỏ

Naccache cho biết kỹ thuật này được thiết kế để phát hiện lượng nhỏ thuốc trừ sâu. Kỹ thuật họ phát triển đủ nhạy để có thể phát hiện sự hiện diện của thuốc trừ sâu ở mức thấp tới 0.03 phần triệu. Ông nói: “Thách thức luôn ở một hướng khác, để xem chúng ta có thể đi thấp đến mức nào về mặt độ nhạy và độ chọn lọc”. Vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi công nghệ này có thể được sử dụng rộng rãi. Nhưng như Clermont-Paquette lưu ý, bài viết này thể hiện một sự khởi đầu quan trọng. “Hiểu được sự tương tác giữa glyphosate và các chấm carbon là bước đầu tiên. Nếu chúng ta muốn tiến xa hơn và phát triển nó thành một ứng dụng thực tế, chúng ta phải bắt đầu từ những nguyên tắc cơ bản.”

Dấu thời gian:

Thêm từ công trình nano