La figura mostra la potenziale applicazione dell'utilizzo della sonda fluorescente per la rilevazione del gas etilene durante i processi di maturazione dei frutti. In presenza di gas etilene, i fluorofori nelle sonde sono attivati e danno un segnale aumentato.
L'etilene è un ormone vegetale gassoso che regola un'ampia gamma di processi biologici nelle piante. È associato ai processi di maturazione in un certo numero di frutti come mele e pere. Una migliore comprensione degli effetti della concentrazione di etilene sul processo di maturazione può portare a una migliore gestione della raccolta della frutta, stoccaggio e trasporto. Però, gli attuali metodi utilizzati per misurare il gas etilene richiedono molto tempo e si basano su sofisticati metodi strumentali. Questi metodi includono la gascromatografia e la spettrometria fotoacustica.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof Huang Dejian del Programma di Scienze e Tecnologie Alimentari presso il Dipartimento di Chimica, NUS ha sviluppato sonde fluorescenti che forniscono un modo conveniente per rilevare visivamente la presenza di gas etilene rilasciato dal processo di maturazione dei frutti attraverso un semplice microscopio a fluorescenza. Le sonde sono sviluppate da una classe di complessi di carbene di metalli di transizione noti come catalizzatori di Grubbs e possono rilevare l'etilene fino a un livello di 0,9 ppm (parti per milione) nell'aria. In presenza di altre possibili specie gassose che possono essere emesse anche dalla maturazione dei frutti (es. anidride carbonica, anidride solforosa e acido solfidrico), il team di ricerca ha scoperto che l'efficacia della sonda nel rilevamento del gas etilene non è influenzata, dimostrando che la sonda è selettiva. Questa sonda potrebbe essere utilizzata per determinare la formazione di etilene durante la maturazione dei frutti per determinare i livelli di maturità dei frutti per la raccolta e lo stoccaggio.
La sonda contiene molecole debolmente fluorescenti che si attivano quando esposte al gas etilene. L'intensità del colore aumenta quando viene rilevato più gas etilene. Il team di ricerca ha utilizzato la sonda per monitorare il gas etilene emesso da quattro diversi tipi di frutta (frutto della passione, avocado, banana e mela) e hanno scoperto che la velocità di rilascio dell'etilene aumenta linearmente con il tempo di conservazione. I loro risultati sono coerenti con studi precedenti che utilizzano altri metodi di rilevamento, mostrando le potenzialità applicative delle sonde.
Il professor Huang ha detto, "Questa ricerca apre una nuova strada per l'applicazione dei catalizzatori di Grubbs nella chimica bioanalitica dell'etilene, importante per la biologia vegetale, agricoltura e industria alimentare».
