Чувствительный аналитический метод показывает, что удаление сельскохозяйственных пестицидов из таких продуктов, как яблоки, может потребовать больше, чем простое мытье. Кредит: Адаптировано из Nano Letters 2024, DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01513
Пестициды и гербициды имеют решающее значение для обеспечения продовольственной безопасности во всем мире, но эти вещества могут представлять риск для безопасности людей, которые непреднамеренно проглатывают их. Поэтому защита здоровья человека требует чувствительных аналитических методов для определения даже следовых количеств потенциально вредных веществ. Теперь исследователи, сообщающие в Nano Lettersразработали высокотехнологичный метод визуализации для обнаружения загрязнения пестицидами на низких уровнях, и его применение на фруктах показывает, что текущие методы обеспечения безопасности пищевых продуктов могут быть недостаточными.
Аналитический метод, называемый поверхностно-усиленной Рамановской спектроскопией (SERS), набирает популярность как неразрушающий метод обнаружения химикатов из современных фермерских хозяйств на продуктах. При SERS металлические наночастицы или нанолисты используются для усиления сигналов, создаваемых молекулами, когда они подвергаются воздействию рамановского лазерного луча. Узоры, создаваемые усиленным металлом рассеянным светом, служат молекулярными сигнатурами и могут использоваться для идентификации небольших количеств определенных соединений.
Стремясь улучшить чувствительность SERS для обнаружения пестицидов, Дондонг Е, Кэ Чжэн, Шаобо Хан и их коллеги разработали мембрану с металлическим покрытием, которую можно было бы укладывать поверх выращенных на ферме продуктов. Они также хотели разработать материал, который был бы достаточно универсальным, чтобы его можно было использовать во множестве других приложений.
Исследователи начали с пленки целлюлозного гидрогеля, которую они растянули, чтобы сформировать выровненные наномасштабные морщины вдоль ее поверхности. Затем они погрузили пленку в раствор нитрата серебра, чтобы покрыть канавки усиливающими SERS наночастицами серебра. Полученная мембрана была очень гибкой и практически прозрачной в видимом свете, что является важными характеристиками для обнаружения сигнала SERS.
В испытаниях мембраны с внедренным серебром для применения в области безопасности пищевых продуктов исследователи распыляли пестициды тирам и карбендазим, по отдельности или вместе, на яблоки, высушивали фрукты на воздухе, а затем мыли их, имитируя повседневную практику. Когда они накладывали свою мембрану на яблоки, SERS обнаруживал пестициды на яблоках, хотя химические вещества присутствовали в низких концентрациях. Команда также смогла четко разрешить сигнатуры рассеянного света для каждого пестицида на яблоках, опрысканных как тирамом, так и карбендазимом, а также обнаружить загрязнение пестицидами через кожуру плода и в самом внешнем слое мякоти.
Эти результаты показывают, что одного мытья может быть недостаточно для предотвращения попадания пестицидов в организм, и что для удаления потенциального загрязнения в кожуре и внешней мякоти потребуется очистка, говорят исследователи. Помимо яблок, они также использовали мембранную систему SERS для обнаружения пестицидов на огурцах, креветках, порошке чили и рисе.
Дополнительная информация: Наноинженерия целлюлозных поверхностей для визуализации безопасности пищевых продуктов, Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01513 , pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.4c01513
Информация о журнале: Nano Letters
Предоставлено Американским химическим обществом
