Новый способ тестирования получился дешевле и быстрее прежних

Аспирантка Университета ИТМО вместе с коллегами из России, Испании и Сингапура разработала гибкие пленки-сенсоры на основе наночастиц серебра. С их помощью за считаные минуты можно определить, есть ли на поверхности овощей и фруктов остатки химикатов.

Чтобы создать сенсоры, ученые из ИТМО, Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе, Национального университета Сингапура и испанского Университета Ровира и Вирхилий добавили в чашку Петри с тонким слоем геля из агара, заменителя желатина, меламин и небольшое количество нитрата серебра. Последний ингредиент хорошо известен в медицине как бактерицидное средство, а в прежние годы в фототехнике — как компонент проявителей для пленки. Несмотря на присутствие в нем атомов серебра, он достаточно дешев и его легко купить.

Взаимодействие нитрата серебра с другими компонентами приводит к выпадению осадка в виде белых кристаллов. Когда чашку Петри помещают на свет, эти кристаллы разлагаются, образуя серебряные наночастицы, и химическая реакция завершается. Получившиеся заготовки подвергают очень бережной сушке — на этом этапе их очень легко повредить. После окончательного высыхания геля получаются легкие и гибкие пленки-сенсоры. Весь процесс их создания занимает день.

Механизм действия пленки простой. Ее кусочек помещают на фрукт и смачивают спиртом, чтобы перенести молекулы пестицидов на поверхность пленки, после этого помещают в специальный прибор — спектрометр. По изменению оптического отклика, по форме и характеру спектров на графиках можно судить, есть ли на ее поверхности вредные компоненты.

«Мы сравнивали пределы обнаружения пестицидов в наших сенсорах с классическими инструментами: хромотографическими, полярографическими, вольтамперометрическими и другими методами для поиска химикатов. Наш способ быстрее, дешевле, мобильнее. Кроме того, уже есть портативные и недорогие установки, которые подходят для анализа наших пленок. Дальше мы планируем продолжать эксперименты на определение других видов пестицидов с разными концентрациями»,— рассказала основной исполнитель проекта, аспирантка Университета ИТМО Анастасия Ненашкина.

Использованы материалы статьи Silver melamine thin film as a flexible platform for SERS analysis; Anastasia Nenashkina, Semyon Koltsov, Olga Yu. Orlova, Anna A. Nikitina, Demid Kirilenko, Daria V. Andreeva, Maria Blanco-Formoso, Nicolas Pazos Perez, Ramon A Alvarez-Puebla, Ekaterina Skorb; журнал Nanoscale, март 2021 г.