Пестициды и гербициды, необходимые для борьбы с вредителями и сорняками, являются ключевыми компонентами продовольственной безопасности, но некоторые из них могут представлять опасность людей, которые невольно употребляют их в пищу. Поэтому для защиты здоровья человека требуются чувствительные аналитические методы, позволяющие выявлять даже микроскопические уровни потенциально вредных веществ, сообщает Американское химическое общество (ACS)/

Существующие методы обеспечения безопасности пищевых продуктов недостаточно точны. Выяснилось, что простое мытьё фруктов и овощей не удаляет сельскохозяйственные пестициды с их поверхности. Исследователи разработали высокотехнологичный метод визуализации для выявления пестицидного загрязнения на самом низком уровне.

Аналитический метод, называемый поверхностно-усиленной рамановской спектроскопией (SERS), набирает популярность как неразрушающий метод обнаружения химикатов на продуктах. В методе SERS металлические наночастицы используются для усиления сигналов, производимых молекулами при облучении их лучом рамановского лазера. Узоры, создаваемые рассеянным светом от металла, служат молекулярными «подписями» и идентифицируют даже небольшие количества конкретных соединений. Стремясь повысить чувствительность SERS к обнаружению пестицидов, специалисты разработали мембрану с металлическим покрытием, которую можно наносить на фрукты и овощи.

Исследователи начали эксперименты с целлюлозно-гидрогелевой плёнки, которую растянули для создания упорядоченных наноразмерных складок на её поверхности. Затем плёнку погрузили в раствор нитрата серебра, что привело к образованию наночастиц серебра, усиливающих сигнал в SERS. Полученная мембрана оказалась гибкой и практически прозрачной для видимого света, что важно для обнаружения SERS-сигналов.

В ходе испытаний исследователи распылили пестициды тирам и карбендазим на яблоки; далее высушили их на воздухе и помыли, имитируя повседневную практику. После нанесения мембраны на яблоки, SERS успешно обнаружил химикаты, хотя они присутствовали в низких концентрациях. Команда также смогла чётко идентифицировать «подписи» рассеянного света для каждого пестицида и обнаружить загрязнение сквозь кожуру плодов в самом верхнем слое мякоти.

Эти результаты указывают на то, что обычного промывания недостаточно для предотвращения попадания пестицидов в организм. Для эффективного удаления химикатов из кожуры и внешнего слоя мякоти требуется тщательная очистка. Метод SERS также продемонстрировал свою эффективность по обнаружению пестицидов на огурцах, креветках, порошке чили и рисе.

Работа опубликована в журнале ACS Nano Letters.