Technologie om chemicaliën in groenten en fruit te detecteren

Een ITMO Ph.D. heeft studente met haar collega’s uit Rusland, Spanje en Singapore flexibele detectiefilms ontwikkeld op basis van zilveren nanodeeltjes die kunnen worden gebruikt om de aanwezigheid van residuen van bestrijdingsmiddelen op het oppervlak van landbouwproducten in minuten te identificeren. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Nanoschaal​

Om deze sensoren te maken, combineerden wetenschappers van ITMO, het Ioffe Institute, National University of Singapore en University of Rovira i Virgili melamine en een kleine hoeveelheid zilvernitraat in een petrischaal met een laagje agargel. Zilvernitraat is in de medische sector algemeen bekend als antibacterieel middel en wordt in de fotografische techniek gebruikt als een component van ontwikkelingsmiddelen. Hoewel de stof zilver bevat, is het relatief goedkoop en toegankelijk.

De reactie van zilvernitraat met de andere componenten resulteert in de vorming van witte kristalprecipitatie. Wanneer de petrischaal wordt blootgesteld aan licht, vallen de kristallen uiteen, vormen ze zilveren nanodeeltjes en is de chemische reactie voltooid. Het resulterende materiaal wordt zorgvuldig gedroogd, omdat het in dit stadium heel gemakkelijk kan worden beschadigd. Drogen resulteert in lichtgewicht en flexibele films en het hele proces duurt ongeveer een dag.

Het werkingsprincipe van de film is eenvoudig. Een stukje ervan wordt op een vrucht aangebracht en met alcohol bevochtigd om pesticidemoleculen op het oppervlak van de film te verzamelen en vervolgens in een spectrometer te plaatsen. De verandering in de optische respons, de vorm en het karakter van spectra in de grafieken, geeft aan of er pesticide op het productoppervlak zit of niet.

“We hebben de detectiedrempel van onze sensoren vergeleken met die van klassieke instrumenten: chromatografische, polarografische, voltammetrische en andere methoden voor het detecteren van pesticiden. Onze methode is goedkoper, sneller en mobieler. Bovendien bestaan ​​er al draagbare en betaalbare apparaten die dat kunnen worden gebruikt om de respons van onze films te controleren. We zijn van plan door te gaan met de experimenten om andere soorten pesticiden in verschillende concentraties te identificeren “, zegt Anastasia Nenashkina, hoofd van het project en een Ph.D. student aan de ITMO University.