Il team del Prof. Jiang Changlong presso l'Istituto di scienze fisiche Hefei dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato e sintetizzato due nanosonde a fluorescenza raziometriche altamente efficaci. Le nanosonde sono state combinate con la funzione di riconoscimento del colore degli smartphone per ottenere il rilevamento visivo quantitativo dei pesticidi negli alimenti e nell'acqua ambientale.
Lo studio è stato pubblicato sul Chemical Engineering Journal e Chimica e ingegneria sostenibili ACS .
I composti carbammati e i pesticidi organofosforici sono ampiamente utilizzati in agricoltura. I loro residui possono essere ritrovati nelle colture a causa della loro lenta degradazione in natura. Questi residui di pesticidi possono entrare nell'organismo attraverso la respirazione, l'assorbimento cutaneo o l'ingestione, mettendo a rischio gravemente la funzione degli organi umani e la sicurezza dei consumatori.
Attualmente, i principali metodi analitici per il rilevamento dei residui di pesticidi presentano limitazioni tra cui costi elevati, operazioni complesse e tempi di elaborazione lunghi. Pertanto, è fondamentale sviluppare nuovi metodi per il rilevamento dei pesticidi che siano rapidi, economici, altamente specifici e sensibili.
In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato una sonda a fluorescenza priva di enzimi utilizzando punti quantici di CdTe come fluorescenza di fondo per il rilevamento visivo di pesticidi carbammati (CP). La sonda si basava sul principio delle reazioni di Strecker indotte dalla 2,3-naftalaldeide (NDA) e dai solfiti.
Dopo l'aggiunta di CP, si è verificata una reazione di condensazione nucleofila, che ha portato alla formazione di isoindolo verde fluorescente. Questa reazione ha causato un netto cambiamento di colore dal rosso al verde, consentendo una rapida rilevazione visiva dei carbammati. La sonda ha mostrato un limite basso di rilevamento (LOD) di 18,6 nM, che è inferiore allo standard nazionale sui residui massimi.
Inoltre, è stata sviluppata una sonda a fluorescenza proporzionale combinando punti di carbonio verde e punti quantici di CdTe per il rilevamento quantitativo selettivo del metil paration (MP). In condizioni alcaline, l'MP viene rapidamente idrolizzato per formare p-nitrofenolo (p-NP). L'interazione tra i punti di carbonio e il p-NP ha provocato l'estinzione della fluorescenza verde attraverso il rafforzamento del legame idrogeno, determinando un sensibile cambiamento di colore dal verde al rosso. Il LOD per il rilevamento MP era pari a 8,9 nM.
Secondo il team, questo lavoro fornisce una nuova strategia per il rilevamento di residui di pesticidi carbammati e residui di pesticidi organofosforici e amplia l'applicazione di materiali luminescenti chimicamente sensibili nella protezione ambientale e nella sicurezza alimentare.
Ulteriori informazioni: Lingling Qin et al, Una reazione simile a Strecker che attiva una piattaforma di rilevamento fluorescente per il monitoraggio quantitativo visivo e senza enzimi dei carbammati, Chemical Engineering Journal (2023). DOI:10.1016/j.cej.2023.142550
Lingling Qin et al, sensore fluorescente raziometrico basato sul legame idrogeno che attiva l'effetto del filtro interno per il monitoraggio visivo e senza enzimi dei residui di pesticidi, Chimica e ingegneria sostenibili ACS (2023). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c00772
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
