I ricercatori della Concordia hanno sviluppato un nuovo sistema che utilizza minuscoli nanosensori chiamati punti di carbonio per rilevare la presenza del glifosato chimico ampiamente utilizzato. La loro ricerca, intitolata "Ratiometric Sensing of Glyphosate in Water Using Dual Fluorescent Carbon Dots", è stata pubblicata su Sensors .
Il glifosato è un pesticida presente in oltre 750 prodotti agricoli, forestali, urbani e domestici, compreso il popolare diserbante Roundup della Monsanto. È anche controverso:gli studi hanno collegato il suo uso eccessivo all’inquinamento ambientale e al cancro negli esseri umani. La sua vendita è vietata o limitata in decine di paesi e giurisdizioni, incluso il Canada.
Il sistema dei ricercatori si basa sull'interazione chimica dei punti di carbonio con il glifosato per rilevarne la presenza. I punti di carbonio sono particelle fluorescenti estremamente piccole, di solito non più grandi di 10 o 15 nanometri (un capello umano ha una dimensione compresa tra 80.000 e 100.000 nanometri). Ma quando vengono aggiunti alle soluzioni acquose, questi nanomateriali emettono fluorescenza blu e rossa.
I ricercatori hanno utilizzato una tecnica di analisi chiamata test raziometrico autoreferenziale per determinare i livelli di glifosato in una soluzione. La fluorescenza rossa emessa dai punti di carbonio quando esposti a diverse concentrazioni della sostanza chimica e a diversi livelli di pH viene confrontata con un controllo in cui non è presente glifosato. In tutti i test, la fluorescenza blu è rimasta invariata, offrendo ai ricercatori un punto di riferimento comune tra i diversi test.
Hanno osservato che livelli più elevati di glifosato spegnevano la fluorescenza rossa, che attribuivano all'interazione del pesticida con la superficie dei punti di carbonio.
"Il nostro sistema differisce dagli altri perché stiamo misurando l'area tra due picchi - due segni fluorescenti - sullo spettro visibile", afferma Adryanne Clermont-Paquette, Ph.D. candidato in biologia e autore principale dell'articolo. "Questa è l'area integrata tra le due curve. La misurazione raziometrica ci consente di ignorare variabili come la temperatura, i livelli di pH o altri fattori ambientali. Ciò ci consente di guardare solo i livelli di glifosato e punti di carbonio presenti nel sistema. "
"Comprendendo la chimica sulla superficie di questi punti molto piccoli e conoscendone le proprietà ottiche, possiamo usarli a nostro vantaggio per molte applicazioni diverse", afferma Rafik Naccache, professore associato di chimica e biochimica e autore supervisore dell'articolo.
Gli assistenti di ricerca Diego-Andrés Mendoza e Amir Sadeghi, insieme alla professoressa associata di biologia Alisa Piekny, sono coautori.
Naccache afferma che la tecnica è progettata per rilevare quantità minime di pesticida. La tecnica sviluppata è sufficientemente sensibile da essere in grado di rilevare la presenza di pesticidi a livelli fino a 0,03 parti per milione.
"La sfida è sempre nella direzione opposta, vedere quanto in basso possiamo scendere in termini di sensibilità e selettività", afferma.
C’è ancora molto lavoro da fare prima che questa tecnologia possa essere utilizzata su larga scala. Ma come nota Clermont-Paquette, questo documento rappresenta un inizio importante.
"Comprendere l'interazione tra glifosato e punti di carbonio è un primo passo. Se vogliamo andare oltre e trasformarlo in un'applicazione nella vita reale, dobbiamo iniziare dai fondamenti."
Ulteriori informazioni: Adryanne Clermont-Paquette et al, Rilevamento raziometrico del glifosato nell'acqua utilizzando doppi punti di carbonio fluorescenti, Sensori (2023). DOI:10.3390/s23115200
Fornito dalla Concordia University
