Sensor identificeert natriumnitriet in dranken met behulp van lasergemodificeerde kurk

Een team onderzoekers van de Federale Universiteit van São Carlos (UFSCar) in de staat São Paulo, Brazilië, heeft een sensor ontwikkeld die natriumnitriet (NaNO) kan identificeren₂) in diverse dranken, waaronder mineraalwater, sinaasappelsap en wijn. Dit anorganische zout wordt gebruikt als conserveer- en fixeermiddel om producten als ham, spek en worst hun roze of rode kleur te geven. Afhankelijk van de hoeveelheid kan het ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken doordat het leidt tot de vorming van nitrosaminen, wat kankerverwekkende stoffen zijn.

“Dit risico motiveerde ons om een ​​eenvoudige, snelle en toegankelijke manier te ontwikkelen om de stof te detecteren en de kwaliteit en veiligheid van vloeistofconsumptie te garanderen”, zegt Bruno Campos Janegitz, hoofd van het Laboratorium voor Sensoren, Nanogeneeskunde en Nanogestructureerde Materialen (LSNano) bij UFSCar. Janegitz coördineerde het onderzoek gepubliceerd in het journaal Microchimica Acta.

“Detectie [of NaNO₂] in dranken, vooral wijnen, is belangrijk voor de kwaliteitscontrole, omdat het gebruik ervan wettelijk niet is toegestaan ​​in Brazilië en de meeste landen”, schrijven de auteurs in het artikel.

Volgens de onderzoeker zijn de projecten van LSNano erop gericht materialen van goedkope platforms te gebruiken die toegevoegde waarde genereren en tegelijkertijd het milieu respecteren. In dit geval werd kurk als uitgangspunt gekozen omdat het lichtgewicht, natuurlijk en goedkoop is.

De monsters werden met een laser gemarkeerd om ze om te zetten in grafeen, een zeer geleidende vorm van koolstof, alsof geconcentreerd licht paden in de kurk had getrokken. “Dit proces is duurzaam, vereist geen giftige reagentia en resulteert in een zeer geleidend materiaal, wat essentieel is omdat nitriet de bekende elektrochemische oxidatie ondergaat. Daarom hebben we een zeer geleidende sensor nodig om de verbinding te detecteren”, legt Janegitz uit.

Vervolgens werd een waterdichte spray op de kurk aangebracht om te voorkomen dat er vloeistof in het materiaal sijpelde en de respons van de sensor in gevaar bracht. Vervolgens werd een laag nagellak aangebracht om het gewijzigde gebied af te bakenen. De monsters werden vervolgens gedurende 30 minuten in een oven bij 40 ° C geplaatst om te drogen en de laserparameters te optimaliseren.

De volgende stap in het project was het plaatsen van monsters van water, sinaasappelsap en wijn verdund in een elektrolytoplossing met zouten die nitriet op het grafeen simuleren.

Uit de resultaten bleek dat de sensor uitstekend presteerde, met een hoge gevoeligheid en goede stabiliteit. Het was in staat nitriet te detecteren in concentraties die compatibel zijn met de concentraties die relevant zijn voor de voedsel- en milieuveiligheid.

Het project bevindt zich nog in de laboratoriumvalidatiefase en er zijn verbeteringen aan het ontwerp nodig voor praktisch gebruik.