나노 센서는 몇 분 만에 과일의 살충제를 감지합니다. 날짜: 2022년 6월 7일 원천: 카롤린스카 연구소 요약: 연구원들은 단 몇 분 만에 과일의 살충제를 감지하는 작은 센서를 개발했습니다. 이 기술은 은으로 만든 화염 분사 나노입자를 사용하여 화학 물질의 신호를 증가시킵니다. 아직 초기 단계에 있지만 연구원들은 이러한 나노 센서가 소비 전에 식품 살충제를 발견하는 데 도움이 될 수 있기를 희망합니다.
스웨덴 카롤린스카 연구소(Karolinska Institutet)의 연구원들은 단 몇 분 만에 과일의 살충제를 감지하는 소형 센서를 개발했습니다. Advanced Science 저널의 논문에서 개념 증명으로 설명된 이 기술은 은으로 만든 화염 분사 나노 입자를 사용하여 화학 물질의 신호를 증가시킵니다. 아직 초기 단계에 있지만 연구원들은 이러한 나노 센서가 소비 전에 식품 살충제를 발견하는 데 도움이 될 수 있기를 희망합니다.
Karolinska Institutet의 미생물학, 종양 및 세포 생물학 부서의 수석 연구원인 Georgios Sotiriou는 "보고서에 따르면 EU에서 판매되는 모든 과일의 최대 절반에 많은 양의 인간 건강 문제와 관련된 살충제 잔류물이 포함되어 있습니다."라고 말했습니다. 그리고 연구의 교신저자. "그러나 소비 전에 단일 제품에서 농약을 감지하는 현재 기술은 센서의 고비용 및 번거로운 제조로 인해 실제로 제한됩니다. 이를 극복하기 위해 우리는 과일 농약의 흔적을 모니터링하는 데 사용할 수 있는 저렴하고 재현 가능한 나노 센서를 개발했습니다. 예를 들어 가게에서."
새로운 나노 센서는 금속 표면에 있는 생체 분자의 진단 신호를 100만 배 이상 증가시킬 수 있는 강력한 감지 기술인 표면 강화 라만 산란 또는 SERS로 알려진 1970년대 발견을 사용합니다. 이 기술은 다양한 질병에 대한 바이오마커를 검출하는 것은 물론 화학 및 환경 분석을 포함한 여러 연구 분야에서 사용되었습니다. 그러나 높은 생산 비용과 제한된 배치 간 재현성으로 인해 지금까지 식품 안전 진단에 널리 적용되지 못했습니다.
화염 스프레이 기술
현재 연구에서 연구원들은 유리 표면에 은 나노 입자의 작은 방울을 전달하기 위해 금속 코팅을 증착하기 위한 잘 정립되고 비용 효율적인 기술인 화염 스프레이를 사용하여 SERS 나노 센서를 만들었습니다.
"화염 스프레이는 넓은 영역에 걸쳐 균일한 SERS 필름을 신속하게 생성하는 데 사용할 수 있으며 확장성에 대한 주요 장벽 중 하나를 제거합니다.
그런 다음 연구원들은 감도를 향상시키기 위해 개별 은 나노 입자 사이의 거리를 미세 조정했습니다. 물질 감지 능력을 테스트하기 위해 그들은 센서 위에 추적 염료의 얇은 층을 적용하고 분광계를 사용하여 분자 지문을 발견했습니다. 연구원에 따르면 센서는 분자 신호를 안정적이고 균일하게 감지했으며 2.5개월 후에 다시 테스트했을 때 성능이 그대로 유지되어 저장 수명 잠재력과 대규모 생산 가능성을 강조합니다.
사과에서 검출된 살충제
센서의 실제 적용을 테스트하기 위해 연구원들은 대부분의 국가에서 금지되거나 제한되는 독성 농업 살충제인 낮은 농도의 파라티온-에틸을 감지하도록 센서를 보정했습니다. 소량의 파라티온-에틸을 사과 일부에 뿌렸습니다. 잔류물은 나중에 살충제 분자를 용해하기 위해 용액에 담근 면봉으로 수집되었습니다. 용액을 센서에 떨어뜨려 살충제의 존재를 확인했습니다.
Haipeng Li는 "우리 센서는 과일을 파괴하지 않고 5분이라는 짧은 시간 안에 사과 표면의 농약 잔류물을 감지할 수 있습니다. "더 큰 연구에서 검증해야 하지만 우리는 소비 전에 대규모로 식품 안전 테스트를 위한 개념 증명 실용적인 응용 프로그램을 제공합니다."
다음으로 연구자들은 자원이 제한된 환경에서 현장 진료에서 특정 질병에 대한 바이오마커를 발견하는 것과 같은 다른 영역에 나노 센서를 적용할 수 있는지 탐구하고자 합니다.