新的基于纳米颗粒的传感器可以测量食品中的残留除草剂

两项新开发的低成本测试使用纳米颗粒检测化学物质，可以准确测量水果、蔬菜及其产品中两种可能有害的除草剂的微量。

在《食品化学》杂志上报道，华盛顿州立大学的一个研究小组使用两种测试方法来测量苹果、草莓、卷心菜、玉米和果汁样品中两种除草剂的水平，即阿特拉津和乙草胺。这项工作展示了他们易于使用且价格低廉的测试方法在现实世界中的可行性。

“我们将这项技术应用于真实样本检测——这是迈向商业化的重要一步，”华盛顿州立大学机械与材料工程学院研究教授、该项目的首席研究员AnnieDu说。

美国食品和药物管理局(FDA)定期检测各种商品中大约800种农药残留，生产商必须将食品上的化学残留量保持在被认为安全的特定水平以下。研究人员测量的这两种除草剂在美国广泛用于农作物生产。高暴露量时，它们对人体有潜在毒性，并与从过敏到激素破坏再到癌症的一系列疾病有关。

然而，目前进行测试需要复杂且昂贵的仪器以及训练有素的技术人员。

“我们想提出一种可用于现场或实验室的低成本方法，”该论文的通讯作者、华盛顿州立大学基因与琳达沃兰德化学工程与生物工程学院教授伯尼·范·维说.

在过去的几年里，研究人员开发了他们的想法并申请了专利，该想法使用钯和铂的纳米粒子来放大分子的信号。纳米颗粒附着在识别化学物质的抗体上，然后刺激信号的产生。放大使研究人员能够知道存在微量的化学物质以及处于什么水平。

在这项最新工作中，研究人员在两种类型的测试中使用纳米粒子同时测量两种化学物质。这些化学物质被加标到水果和蔬菜样品中，然后在搅拌机中搅拌成泥。

其中一项测试使用钯-铂纳米粒子来催化反应，当存在除草剂时，该反应会导致样品颜色发生变化。可以使用可以携带到现场的小型单元进行测试。研究人员开发的另一项测试使用低成本纸条中的纳米颗粒，该纸条看起来像COVID-19或妊娠试验，可以用智能手机阅读器读取。

这些测试足够灵敏，可以将化学品测量到可接受的最大水平，并使用传统测试方法进行了验证。

“我们实际上能够检测到低于最大浓度限制。如果样品中存在任何杀虫剂或除草剂，”VanWie说。“这很好，因为虽然这可以通过其他方法完成，但这种方法成本低且在现场可移植。”