Acest rezultat nu numai că ține pasul cu tendințele internaționale de cercetare, dar deschide și aplicații practice în monitorizarea mediului și asigurarea siguranței producției.
Glifosatul este unul dintre cele mai utilizate erbicide din lume încă din 1974. Datorită legăturilor puternice carbon-fosfor din molecula sa, acest compus este dificil de descompus în mod natural, astfel încât poate persista mult timp în sol și apă. Numeroase studii au arătat că expunerea prelungită la glifosat poate prezenta riscuri pentru sănătatea oamenilor, cum ar fi avortul spontan, malformațiile congenitale sau mutațiile genetice. În plus, atunci când concentrațiile depășesc limitele admise, glifosatul este toxic pentru organismele acvatice, poluând sursele de apă și având un impact negativ asupra biodiversității. În acest context, detectarea și monitorizarea reziduurilor de glifosat în mediu a devenit o cerință critică pentru managementul agricol și protecția sănătății publice.
Cu toate acestea, metodele analitice actuale, cum ar fi cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC), cromatografia gazoasă (GC) sau electroforeza capilară, deși oferă o precizie ridicată, necesită echipamente scumpe, proceduri complexe de procesare a probelor și sunt dificil de implementat la scară largă.
Pe baza acestei realități, o echipă de cercetare condusă de profesorul asociat, Dr. Vu Thi Thu Ha, a dezvoltat o nouă soluție: un senzor electrochimic care utilizează un material îmbunătățit cu structură metalo-organică (MOF), permițând detectarea rapidă, precisă și cu costuri mult mai mici a urmelor de glifosat în comparație cu metodele tradiționale. Acest rezultat a fost realizat în cadrul unui proiect finanțat de Academia de Știință și Tehnologie din Vietnam: „Fabricarea de materiale cu structură metalo-organică (MOF) capabile să adsorbă eficient glifosatul și aplicarea lor în dezvoltarea unui senzor electrochimic pentru detectarea urmelor de glifosat în mediu”.
Senzorul electrochimic este fabricat din două materiale principale: CuBTC și Zr-CuBTC. Zr-CuBTC este un material hibrid metal-metal ales pentru capacitatea sa superioară de captare a glifosatului. Înlocuirea unei porțiuni de cupru (Cu) cu zirconiu (Zr) extinde structura porilor materialului, facilitând penetrarea și adsorbția moleculelor de glifosat pe suprafața senzorului. Simultan, noul material îmbunătățește semnificativ conductivitatea electrică, demonstrată printr-o reducere bruscă a rezistenței de transmisie de la 2.464 Ω (pentru CuBTC) la 703,3 Ω, indicând o îmbunătățire semnificativă a conductivității.
Datorită acestor îmbunătățiri, senzorul Zr-CuBTC de pe electrodul GCE atinge o limită de detecție de doar 9,0 × 10⁻¹³ M, suficient de sensibil pentru a detecta glifosatul la concentrații extrem de scăzute în apă. Deși unele studii internaționale au praguri de detecție mai scăzute, senzorul grupului se remarcă în continuare datorită performanței sale generale ridicate, stabilității bune și aplicabilității în condiții de mediu reale. Testele arată că dispozitivul are un timp de răspuns rapid (doar aproximativ 4,8 secunde), o repetabilitate bună, o selectivitate ridicată și este practic neafectat de compușii comuni din probele de apă.
Pornind de la această bază, cercetătorii au continuat să exploreze modalități de a depăși limitările inerente de conductivitate ale materialelor MOF prin combinarea CuBTC cu nanoparticule de aur (AuP). Integrarea nanoparticulelor de aur nu numai că a sporit conductivitatea, dar a îmbunătățit și activitatea electrocatalitică a senzorului. Drept urmare, echipa a dezvoltat cu succes o a doua versiune - un senzor CuBTC/AuPs - care a produs un semnal de curent semnificativ mai puternic, permițând detectarea glifosatului la concentrații foarte scăzute (4,4 × 10⁻¹¹ M). Dispozitivul a demonstrat, de asemenea, o sensibilitate ridicată, o funcționare stabilă și o bună repetabilitate în condiții reale de măsurare.
În mod special, cercetarea nu s-a oprit la testele de laborator, ci a fost validată și pe probe de apă din Red River. Rezultatele analizelor celor două tipuri de senzori au arătat o similaritate ridicată cu metoda LCMS/MS - o tehnică modernă, de mare precizie. Acest lucru demonstrează că senzorii electrochimici au potențialul de a deveni un instrument analitic fiabil, cu avantaje clare în ceea ce privește costul, mobilitate și implementarea în monitorizarea mediului.
Potrivit profesorului asociat, Dr. Vu Thi Thu Ha, echipa de cercetare a îmbunătățit materialul MOF prin integrarea nanoparticulelor de aur pentru a spori conductivitatea, dezvoltând astfel un senzor electrochimic extrem de sensibil, capabil să detecteze glifosatul cu o precizie ridicată și o limită de detecție foarte scăzută. Senzorul fabricat poate fi depozitat până la 24 de ore într-un mediu dezumidificat înainte de utilizare, menținând în același timp performanțe de măsurare stabile. Prin urmare, dispozitivul este potrivit pentru studii directe pe teren, nenecesitând echipamente voluminoase sau tehnicieni extrem de specializați.
Datorită costului său redus, funcționării simple și utilizării imediate la locul de prelevare, acest senzor facilitează aplicarea ușoară de către oficialii locali de mediu, reducând în același timp volumul de muncă al laboratoarelor de mediu și al agențiilor de control agricol. Implementarea acestui senzor pentru detectarea reziduurilor de glifosat în mediu va deveni un instrument eficient, oferind dovezi științifice clare pentru agențiile de reglementare pentru a consolida controlul și a aplica reglementările legale. Bazându-se pe aceste rezultate inițiale pozitive, echipa de cercetare speră să optimizeze în continuare senzorul pentru a-i crește durabilitatea, a-i prelungi durata de valabilitate și a se adapta mai bine condițiilor de teren.
Potrivit oamenilor de știință de la Academia de Știință și Tehnologie din Vietnam, rezultatele cercetării proiectului au fost publicate în numeroase reviste științifice internaționale prestigioase; nu numai că a contribuit la rezolvarea problemei monitorizării reziduurilor de pesticide din mediu, dar senzorul electrochimic pentru detectarea glifosatului demonstrează și capacitatea oamenilor de știință de la Academie de a stăpâni și dezvolta tehnologii avansate.
Sursă: https://nhandan.vn/cam-bien-phat-hien-thuoc-diet-co-doc-hai-post951676.html
Comentariu (0)