瑞典卡罗林斯卡学院研究人员开发出一种微型传感器，可在几分钟内检出水果上的农药。在《先进科学》杂志一篇论文中描述的该项概念验证技术，使用由银制成的火焰喷涂纳米粒子来增强化学物质的信号。研究人员希望这些纳米传感器可帮助人们在食用前发现农药残留。
火焰纳米粒子沉积技术制作的功能强大的纳米传感器，可在几分钟内检测出苹果表面的农药残留。图片来源：李海鹏和乔治·索特里奥
卡罗林斯卡医学院微生物学、肿瘤和细胞生物学系首席研究员乔治·索特里奥称，在欧盟销售的所有水果中，多达一半含有大量与人类健康问题有关的农药残留。然而，目前用于在消费前检测单一产品上农药残留的技术，相关传感器成本高，制造工艺繁琐，在实践中受到限制。为克服这个问题，研究人员开发了廉价且可重复使用的纳米传感器，用于监测在售水果的农药残留。
新纳米传感器采用了表面增强拉曼散射（SERS）技术，可将金属表面上生物分子的信号增强超过100万倍。研究人员此次通过使用火焰喷涂（一种成熟且具有成本效益的金属涂层沉积技术）创建了一种SERS纳米传感器，将银纳米粒子的小液滴输送到玻璃表面。火焰喷涂在大面积上快速生产均匀的SERS薄膜，消除了可扩展性的关键障碍之一。
然后，研究人员微调了单个银纳米粒子之间的距离，以提高它们的灵敏度。为了测试其检测能力，他们在传感器顶部涂上一层薄薄的示踪染料，并使用光谱仪来揭示它们的分子指纹。研究表明，传感器可靠且均匀地检测到了分子信号，并且在2.5个月后再次测试时其性能保持不变，这证明了它们的耐用性和大规模生产的可行性。
为测试传感器的实际应用，研究人员对它们进行了校准，以检测低浓度的对硫磷—乙基，这是一种在大多数国家被禁止或限制使用的有毒农业杀虫剂。研究人员将少量对硫磷—乙基放在苹果上，随后用棉签收集残留物，棉签浸入溶液中以溶解农药分子。溶液滴在传感器上后，传感器可在5分钟内检测到农药残留，而不会破坏水果。
研究人员希望探索这种纳米传感器是否可应用于其他领域，例如在资源有限的环境中发现特定疾病的生物标志物。（科技日报 记者张梦然）
关键词： 研究人员 农药残留 火焰喷涂
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