納米傳感器可在幾分鐘內檢出殘留農藥

瑞典卡羅林斯卡學院研究人員開發出一種微型傳感器，可在幾分鐘內檢出水果上的農藥。在《先進科學》雜志一篇論文中描述的該項概念驗證技術，使用由銀制成的火焰噴涂納米粒子來增強化學物質的信號。研究人員希望這些納米傳感器可幫助人們在食用前發現農藥殘留。

卡羅林斯卡醫學院微生物學、腫瘤和細胞生物學系首席研究員喬治·索特里奧稱，在歐盟銷售的所有水果中，多達一半含有大量與人類健康問題有關的農藥殘留。然而，目前用于在消費前檢測單一產品上農藥殘留的技術，相關傳感器成本高，制造工藝繁瑣，在實踐中受到限制。為克服這個問題，研究人員開發了廉價且可重復使用的納米傳感器，用于監測在售水果的農藥殘留。

新納米傳感器采用了表面增強拉曼散射（SERS）技術，可將金屬表面上生物分子的信號增強超過100萬倍。研究人員此次通過使用火焰噴涂（一種成熟且具有成本效益的金屬涂層沉積技術）創建了一種SERS納米傳感器，將銀納米粒子的小液滴輸送到玻璃表面。火焰噴涂在大面積上快速生產均勻的SERS薄膜，消除了可擴展性的關鍵障礙之一。

然后，研究人員微調了單個銀納米粒子之間的距離，以提高它們的靈敏度。為了測試其檢測能力，他們在傳感器頂部涂上一層薄薄的示蹤染料，并使用光譜儀來揭示它們的分子指紋。研究表明，傳感器可靠且均勻地檢測到了分子信號，并且在2.5個月后再次測試時其性能保持不變，這證明了它們的耐用性和大規模生產的可行性。

為測試傳感器的實際應用，研究人員對它們進行了校準，以檢測低濃度的對硫磷—乙基，這是一種在大多數國家被禁止或限制使用的有毒農業殺蟲劑。研究人員將少量對硫磷—乙基放在蘋果上，隨后用棉簽收集殘留物，棉簽浸入溶液中以溶解農藥分子。溶液滴在傳感器上后，傳感器可在5分鐘內檢測到農藥殘留，而不會破壞水果。