ნანოსენსორი ნაყოფზე არსებულ პესტიციდებს წუთებში ამოიცნობს
მკვლევარებმა შეიმუშავეს ძალიან პატარა სენსორი ხილზე პესტიციდების სულ რამდენიმე წუთში აღმოსაჩენად. ტექნიკა იყენებს ვერცხლისგან დამზადებულ ცეცხლმოკიდებულ ნანონაწილაკებს, რათა გაზარდოს ქიმიკატების სიგნალი. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა, მკვლევარები იმედოვნებენ, რომ ეს ნანოსენსორები დაეხმარებათ საკვების მოხმარებამდე აღმოაჩინონ მასში არსებული პესტიციდები.
მთლიანი ამბავი:
შვედეთის კაროლინსკას ინსტიტუტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს პატარა სენსორი, რომელიც ხილზე პესტიციდებს რამდენიმე წუთში აღმოაჩენს. ტექნიკა, რომელიც აღწერილია, როგორც კონცეფციის დამადასტურებელი საბუთი ჟურნალ Advanced Science-ში, იყენებს ვერცხლისგან დამზადებულ ცეცხლმოკიდებულ ნანონაწილაკებს ქიმიური ნივთიერებების სიგნალის გასაზრდელად. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა, მკვლევარები იმედოვნებენ, რომ ეს ნანოსენსორები დაეხმარებათ საკვების მოხმარებამდე აღმოაჩინონ მასში შემავალი პესტიციდები.
„ანგარიშები აჩვენებს, რომ ევროკავშირში გაყიდული ხილის ნახევარზე მეტი შეიცავს პესტიციდების ნარჩენებს, რომლებიც უფრო და უფრო მეტადაა კავშირში ადამიანის ჯანმრთელობის პრობლემებთან“, ამბობს გეორგიოს სოტირიუ, კაროლინსკის ინსტიტუტის მიკრობიოლოგიის, სიმსივნისა და უჯრედული ბიოლოგიის დეპარტამენტის მთავარი მკვლევარი და შესაბამისი კვლევის ავტორი. „თუმცა, მოხმარებამდე პესტიციდების ცალკეულ პროდუქტებზე პესტიციდების აღმოჩენის თანამედროვე ტექნიკას პრაქტიკაში ზღუდავს მისი სენსორების მაღალი ღირებულება და შრომატევადი წარმოება. ამის დასაძლევად ჩვენ შევიმუშავეთ იაფი და გამეორებადი ნანოსენსორები, რომლებიც შეიძლება გამოვიყენოთ ნაყოფის პესტიციდების კვალის მონიტორინგისთვის. მაგალითად, მაღაზიაში“.
ახალი ნანოსენსორები იყენებენ 1970-იანი წლების აღმოჩენას, რომელიც ცნობილია როგორც ზედაპირგაძლიერებული რამანის მიმოფანტვა, ან SERS, მძლავრი სენსორული ტექნიკა, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს ბიომოლეკულების დიაგნოსტიკური სიგნალები ლითონის ზედაპირებზე 1 მილიონზე მეტჯერ. ტექნოლოგია გამოიყენებოდა რამდენიმე კვლევის სფეროში, მათ შორის ქიმიურ და გარემოს ანალიზში, ასევე სხვადასხვა დაავადების ბიომარკერების გამოსავლენად. თუმცა, წარმოების მაღალმა ხარჯებმა და სერიიდან სერიებში შეზღუდულმა გამეორებამ ხელი შეუშალა სურსათის უვნებლობის დიაგნოსტიკაში ფართო გამოყენებას.
ცეცხლის შესხურების ტექნოლოგია
მიმდინარე კვლევაში, მკვლევრებმა შექმნეს SERS ნანოსენსორი ცეცხლოვანი სპრეის გამოყენებით, კარგად დამკვიდრებული და ეკონომიური ტექნიკით ლითონის საფარის შესაქმნელად, ვერცხლის ნანონაწილაკების მცირე წვეთების მინის ზედაპირზე მიტანისთვის.
„ცეცხლის სპრეი შეიძლება გამოვიყენოთ ერთგვაროვანი SERS ფილმების სწრაფად დასამზადებლად დიდი ფართობებისთვის, რაც მოხსნის მასშტაბურობის ერთ-ერთ ძირითად ბარიერს“, ამბობს ჰაიპენგ ლი, სოტირიუს ლაბორატორიის პოსტდოქტორანტი და კვლევის პირველი ავტორი.
შემდეგ, მკვლევარებმა დააზუსტეს მანძილი ვერცხლის ცალკეულ ნანონაწილაკებს შორის მათი მგრძნობელობის გასაძლიერებლად. მათი ნივთიერების გამოვლენის უნარის შესამოწმებლად, მათ სენსორებს თავზე წაუსვეს ანაბეჭდის ამღები საღებავის თხელი ფენა და გამოიყენეს სპექტრომეტრი მათი მოლეკულური თითის ანაბეჭდების გამოსავლენად. სენსორებმა საიმედოდ და ერთნაირად ამოიცნეს მოლეკულური სიგნალები და მათ 2,5 თვის შემდეგ ხელახლა ტესტირებისას იგივე შედეგი აჩვენეს, რაც ხაზს უსვამს მათი შენახვის პოტენციალს და ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის მიზანშეწონილობას.
ვაშლზე აღმოჩენილი პესტიციდები
სენსორების პრაქტიკული გამოყენების შესამოწმებლად, მკვლევრებმა ისინი პარათიონ-ეთილის დაბალი კონცენტრაციის გამოსავლენად მომართეს, იმ ტოქსიკური სასოფლო-სამეურნეო ინსექტიციდის, რომელიც აკრძალულია ან შეზღუდულია უმეტეს ქვეყნებში. ვაშლის ნაწილზე მოათავსეს მცირე რაოდენობით პარათიონ-ეთილის ნარჩენები , რომელთა ნარჩენები, მოგვიანებით, ბამბის ტამპონით შეაგროვეს და ხსნარში ჩაალბეს პესტიციდის მოლეკულების დასაშლელად. ხსნარი დააწვეთეს სენსორზე, რომელმაც დაადასტურა პესტიციდების არსებობა.
“ჩვენს სენსორებს შეუძლიათ ვაშლის ზედაპირებზე პესტიციდების ნარჩენების აღმოჩენა ხუთ წუთში ისე, რომ ნაყოფი არ გაანადგურონ”, ამბობს ჰაიპენგ ლი. “მიუხედავად იმისა, რომ ისინი საჭიროებენ დადასტურებას უფრო დიდ კვლევებში, ჩვენ გთავაზობთ კონცეფციის დამადასტურებელ პრაქტიკულ გამოყენებას სურსათის უვნებლობის ტესტირების მასშტაბით სურსათის მოხმარებამდე.”
შემდეგ, მკვლევრებს სურთ გამოიკვლიონ, შეიძლება თუ არა ნანოსენსორების გამოყენება სხვა სფეროებში, როგორიცაა კონკრეტული დაავადებების ბიომარკერების აღმოჩენა შეზღუდული რესურსების პირობებში.
კვლევა დაფინანსდა ევროპის კვლევითი საბჭოს (ERC), კაროლინსკის ინსტიტუტის, შვედეთის სტრატეგიული კვლევების ფონდისა (SSF) და შვედეთის კვლევითი საბჭოს მიერ.
სტატიაზე მუშაობდა : ლილი ყვავილაშვილი და ვალერი გელოვანი
წყარო : www.sciencedaily.com