İsveç’teki Karolinska Institutet’teki araştırmacılar, sadece birkaç dakika içinde meyvelerdeki pestisitleri tespit etmek için küçük bir sensör geliştirdiler. Advanced Science dergisinde bir kavram kanıtı olarak tanımlanan yaklaşım, kimyasal sinyali artırmak için alevle püskürtülen gümüş nanoparçacıkları kullanıyor. Araştırma henüz başlangıç aşamasında olsa da, araştırmacılar bu nano sensörlerin gıdalardaki pestisitleri tüketilmeden önce tespit edebileceğine inanıyor.
Karolinska Institutet’ün Mikrobiyoloji, Tümör ve Hücre Biyolojisi Departmanında baş araştırmacı olan Georgios Sotiriou, “Raporlar, AB’de satılan tüm meyvelerin yarısından fazlasının insan sağlığı sorunlarıyla daha fazla bağlantılı olan pestisit kalıntılarını içerdiğini gösteriyor” şeklinde açıklama da bulunuyor.
“Öte yandan, tüketimden önce tek ürünlerde pestisitleri tespit etmek için mevcut yöntemler, sensörlerin yüksek maliyeti ve zaman alıcı üretimi nedeniyle pratikte sınırlıdır. Bunu ele almak için düşük maliyetli, tekrarlanabilir nano sensörler yarattık. Örneğin bir süpermarkette meyvelerdeki pestisit kalıntılarını izlemek için kullanılabilir.”
Yeni nano-sensörlerde, metal yüzeylerdeki biyomoleküllerin teşhis sinyallerini 1 milyon kattan fazla artırabilen güçlü bir algılama teknolojisi olan yüzeyle güçlendirilmiş Raman saçılması veya SERS kullanılıyor. Kimyasal ve çevresel çalışmaların yanı sıra çeşitli hastalıklar için biyobelirteçlerin saptanması da yöntemden yararlanmıştır. Bununla birlikte, yüksek üretim maliyetleri ve sınırlı partiden partiye tutarlılık, şimdiye kadar gıda güvenliği teşhislerinde kullanımlarını sınırladı.
Alev Püskürtme Teknolojilerinin Kullanımı
Araştırmacılar, bu çalışmada bir SERS nano-sensörü oluşturmak için bir cam yüzeye küçük gümüş nanoparçacık damlacıkları bırakmak için alev spreyi kullandılar. Alev püskürtme, metalik kaplamaları kaplamak için yerleşik ve uygun maliyetli bir yaklaşımdır.
Çalışmanın ilk yazarı ve Sotiriou’nun ekibinde doktora sonrası araştırmacı olan Haipeng Li, “Alev spreyi, geniş alanlarda tutarlı SERS filmlerini hızlı bir şekilde üretmek için kullanılabilir ve ölçeklenebilirliğin önündeki temel engellerden birini ortadan kaldırabilir” diyor.
Gümüş nanoparçacıkların hassasiyetini artırmak için araştırmacılar, aralarındaki boşlukta ince ayar yaptı. Madde algılama yeteneklerini test etmek için sensörlerin üzerine küçük bir izleyici boya tabakası uyguladıktan sonra moleküler parmak izlerini ortaya çıkarmak için bir spektrometre kullandılar. Araştırmacılara göre, sensörler kimyasal sinyalleri doğru ve düzgün bir şekilde tanımladılar ve 2,5 aylık testten sonra işlevleri değişmeden kaldı, bu da uzun bir raf ömrüne sahip olduklarını ve büyük ölçekli üretim için uygun olduklarını gösteriyor.
Elmalarda Pestisitler Keşfedildi
Araştırmacılar, pratik uygulamalarını değerlendirmek için çoğu ülkede yasaklanmış veya kısıtlanmış tehlikeli bir tarımsal insektisit olan düşük miktarlarda parathion-etil tespit etmek için sensörleri kalibre ettiler. Elmanın bir kısmına az miktarda parathion-etil uygulandı. Daha sonra kalıntılar, pestisit moleküllerini parçalamak için bir solüsyona batırılmış bir pamuklu çubuk kullanılarak toplandı. Çözelti sensöre püskürtüldüğünde pestisit tespit edildi.
Haipeng Li, “Meyveye zarar vermeden, sensörlerimiz elma yüzeyindeki pestisit kalıntılarını beş dakika içinde algılayabilir” diyor. “Onları doğrulamak için daha büyük çalışmalara ihtiyaç duyulsa da, tüketimden önce ölçekte gıda güvenliği testi için konsept kanıtı uygulanabilir bir uygulama sunuyoruz.”
Araştırmacılar şimdi, nano-sensörlerin, kaynak kısıtlı ortamlarda bakım noktasında belirli hastalıklar için biyobelirteçler bulmak gibi diğer alanlarda kullanılıp kullanılamayacağını görmek istiyor.
Kaynak: phys.org
