La nereistossina adsorbita sulla superficie dell'elettrodo Au promuove il trasferimento di elettroni tra anioni ferricianuro con forza ionica insolitamente bassa. Credito:immagine ristampata con il permesso di Shimada, H.; Noguchi, S.; Yamamoto, M.; Nishiyama, K.; Kitamura, Y. &Ihara, T., Rilevamento elettrochimico di agenti neurotossici in base al loro effetto di promozione del trasferimento di elettroni su un elettrodo Au, Chimica analitica, Società Chimica Americana (ACS), 2017, 89, 5742-5747. DOI:10.1021/acs.analchem.6b04229. Copyright 2017 American Chemical Society.
La contaminazione chimica da pesticidi è un problema serio. I metodi di rilevamento possono essere complicati, difficile da implementare e costoso. Però, ricercatori in Giappone hanno scoperto un metodo per ridurre i costi e semplificare il processo per rilevare una neurotossina presente in diversi pesticidi chiamata Nereistossina. Si spera che il metodo porti a tecniche di rilevamento migliori.
C'è una quantità limitata di dati sugli impatti sulla salute globale dei pesticidi, ma molti feriti e morti in tutto il mondo possono essere attribuiti al loro uso improprio. La contaminazione da pesticidi delle fonti alimentari e idriche è un problema molto serio, soprattutto nei paesi del terzo mondo. Il rilevamento di queste sostanze chimiche nel corpo utilizzando metodi economici e semplici è una priorità assoluta.
Sono già noti metodi relativamente semplici per analizzare i composti chimici liposolubili. Pesticidi solubili in acqua, d'altra parte, sono leggermente più complicati. Spesso necessitano di pretrattamenti problematici come l'estrazione e la derivatizzazione prima dell'analisi strumentale come la gascromatografia/spettrometria di massa (GC/MS) e la cromatografia liquida/spettrometria di massa (LC/MS), ecco perché i ricercatori dell'Università di Kumamoto, Università di Konan, e la polizia della prefettura di Nagasaki in Giappone ha iniziato a esaminare metodi più semplici per il rilevamento delle tossine. Si sono concentrati sulla Nereistossina (NRT), una neurotossina naturale presente in diversi pesticidi. L'analisi tipica per NRT richiede l'uso di rivelatori ad alte prestazioni.
I ricercatori hanno dimostrato che gli NRT adsorbiti sulla superficie di un elettrodo d'oro (tramite un legame Au-S) producevano una risposta elettrochimica facilmente distinguibile che, in presenza di un anione marker ferricianuro (0,5 millimolari (mM)), era più sensibile di un elettrodo d'oro non trattato. Una condizione critica per questa tecnica elettrochimica è una concentrazione di elettrolita anormalmente bassa (1,0 mM KCl). Sotto queste basse concentrazioni, l'elettrodo nudo ha misurato una corrente di quasi zero microampere, mentre un elettrodo con uno strato superficiale di NRT ha accelerato significativamente la risposta elettrica. Lo strato NRT ha compensato notevolmente l'handicap che deriva da bassi livelli di KCl. Questa ricerca è preziosa non solo per la sua utilità come sensore semplice e pratico, ma anche per fornire un nuovo principio nella chimica fisica per i sensori.
Dopo aver confermato la fattibilità del metodo su altri pesticidi neurotossici correlati alla NRT (Cartap, tiocilam, e Bensultap) i ricercatori hanno valutato la sua capacità di rilevare le neurotossine nel siero umano. "Inizialmente abbiamo trovato una corrente non identificata quando abbiamo testato il siero di controllo, ma è stato rapidamente eliminato dopo aver lavato l'elettrodo con idrossido di sodio, " ha detto il professor Toshihiro Ihara, capofila del progetto di ricerca. "Fortunatamente, questo era l'unico trattamento richiesto per la rilevazione di 1-25 microgrammi di NRT per millilitro di siero umano, che è la sensibilità richiesta per rilevare l'avvelenamento da NRT da pesticidi e altre fonti. Altre tecniche sono più complicate, prendi più tempo, o utilizzare materiali molto più complicati. Speriamo che la nostra tecnica apra le porte ad altri metodi di rilevamento semplici ed economici".
Questa ricerca può essere trovata nel giornale online dell'American Chemical Society Chimica analitica .