瑞典卡羅林斯卡學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)出一種微型傳感器，可在幾分鐘內(nèi)檢出水果上的農(nóng)藥。在《先進(jìn)科學(xué)》雜志一篇論文中描述的該項(xiàng)概念驗(yàn)證技術(shù)，使用由銀制成的火焰噴涂納米粒子來(lái)增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)。研究人員希望這些納米傳感器可幫助人們?cè)谑秤们鞍l(fā)現(xiàn)農(nóng)藥殘留。
卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)、腫瘤和細(xì)胞生物學(xué)系首席研究員喬治·索特里奧稱，在歐盟銷售的所有水果中，多達(dá)一半含有大量與人類健康問(wèn)題有關(guān)的農(nóng)藥殘留。然而，目前用于在消費(fèi)前檢測(cè)單一產(chǎn)品上農(nóng)藥殘留的技術(shù)，相關(guān)傳感器成本高，制造工藝繁瑣，在實(shí)踐中受到限制。為克服這個(gè)問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了廉價(jià)且可重復(fù)使用的納米傳感器，用于監(jiān)測(cè)在售水果的農(nóng)藥殘留。
新納米傳感器采用了表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)技術(shù)，可將金屬表面上生物分子的信號(hào)增強(qiáng)超過(guò)100萬(wàn)倍。研究人員此次通過(guò)使用火焰噴涂(一種成熟且具有成本效益的金屬涂層沉積技術(shù))創(chuàng)建了一種SERS納米傳感器，將銀納米粒子的小液滴輸送到玻璃表面。火焰噴涂在大面積上快速生產(chǎn)均勻的SERS薄膜，消除了可擴(kuò)展性的關(guān)鍵障礙之一。
然后，研究人員微調(diào)了單個(gè)銀納米粒子之間的距離，以提高它們的靈敏度。為了測(cè)試其檢測(cè)能力，他們?cè)趥鞲衅黜敳客可弦粚颖”〉氖聚櫲玖希⑹褂霉庾V儀來(lái)揭示它們的分子指紋。研究表明，傳感器可靠且均勻地檢測(cè)到了分子信號(hào)，并且在2.5個(gè)月后再次測(cè)試時(shí)其性能保持不變，這證明了它們的耐用性和大規(guī)模生產(chǎn)的可行性。
為測(cè)試傳感器的實(shí)際應(yīng)用，研究人員對(duì)它們進(jìn)行了校準(zhǔn)，以檢測(cè)低濃度的對(duì)硫磷—乙基，這是一種在大多數(shù)國(guó)家被禁止或限制使用的有毒農(nóng)業(yè)殺蟲劑。研究人員將少量對(duì)硫磷—乙基放在蘋果上，隨后用棉簽收集殘留物，棉簽浸入溶液中以溶解農(nóng)藥分子。溶液滴在傳感器上后，傳感器可在5分鐘內(nèi)檢測(cè)到農(nóng)藥殘留，而不會(huì)破壞水果。
研究人員希望探索這種納米傳感器是否可應(yīng)用于其他領(lǐng)域，例如在資源有限的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)特定疾病的生物標(biāo)志物。
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