Onderzoekers tonen aan dat de verontreiniging met pesticiden dieper is dan de schil van een appel

Pesticiden en herbiciden zijn van cruciaal belang voor het waarborgen van voedselveiligheid wereldwijd, maar deze stoffen kunnen een veiligheidsrisico vormen voor mensen die ze onbewust binnenkrijgen. Het beschermen van de menselijke gezondheid vereist daarom gevoelige analytische methoden om zelfs sporenniveaus van potentieel schadelijke stoffen te identificeren. Nu rapporteren onderzoekers in Nano-brieven hebben een hightech beeldvormingsmethode ontwikkeld om besmetting met pesticiden op lage niveaus te detecteren. De toepassing ervan op fruit laat zien dat de huidige voedselveiligheidsmaatregelen mogelijk onvoldoende zijn.

De analytische methode genaamd surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) wint aan populariteit als een niet-destructieve methode voor het detecteren van chemicaliën uit moderne landbouw op producten. Met SERS worden metalen nanodeeltjes of nanosheets gebruikt om de signalen te versterken die door moleculen worden gecreëerd wanneer ze worden blootgesteld aan een Raman-laserstraal. De patronen die worden gecreëerd door het metaalversterkte verstrooide licht dienen als moleculaire handtekeningen en kunnen worden gebruikt om kleine hoeveelheden van specifieke verbindingen te identificeren.

Om de SERS-gevoeligheid voor pesticidedetectie te verbeteren, ontwierpen Dongdong Ye, Ke Zheng, Shaobo Han en collega’s een metaalgecoat membraan dat ze op op de boerderij geteelde producten konden leggen. Ze wilden het materiaal ook zo ontwikkelen dat het veelzijdig genoeg was om een ​​scala aan andere toepassingen te kunnen verwerken.

De onderzoekers begonnen met een cellulosehydrogelfilm, die ze uitrekten om uitgelijnde nanoschaalrimpels langs het oppervlak te vormen. Vervolgens dompelden ze de film onder in een oplossing van zilvernitraat om de groeven te coaten met SERS-versterkende zilvernanodeeltjes. Het resulterende membraan was zeer flexibel en praktisch transparant in zichtbaar licht, essentiële kenmerken voor SERS-signaaldetectie.

Bij tests van het met zilver ingebedde membraan voor toepassingen in de voedselveiligheid, spoten de onderzoekers de pesticiden thiram en carbendazim, alleen of samen, op appels, droogden de vruchten aan de lucht en wasten ze vervolgens om alledaagse praktijken na te bootsen. Toen ze hun membraan over de appels legden, detecteerde SERS pesticiden op de appels, ook al waren de chemicaliën in lage concentraties aanwezig. Het team was ook in staat om verstrooide lichtsignaturen duidelijk te onderscheiden voor elk pesticide op appels die bespoten waren met zowel thiram als carbendazim, en om pesticideverontreiniging te detecteren door de schil van het fruit en in de buitenste laag van het vruchtvlees.

Deze resultaten suggereren dat wassen alleen niet voldoende zou kunnen zijn om inname van pesticiden te voorkomen en dat schillen nodig zou zijn om mogelijke verontreiniging in de schil en het buitenste vruchtvlees te verwijderen, zeggen de onderzoekers. Naast appels gebruikten ze ook het SERS-membraansysteem om pesticiden op komkommers, garnalen, chilipoeder en rijst te detecteren.