Bu sonuç, uluslararası araştırma trendlerine ayak uydurmakla kalmıyor, aynı zamanda çevre izleme ve üretim güvenliği güvencesi alanlarında pratik uygulamaların önünü açıyor.
Glifosat, 1974'ten beri dünyada en yaygın kullanılan herbisitlerden biridir. Molekülündeki güçlü karbon-fosfor bağları nedeniyle, bu bileşiğin doğal olarak parçalanması zordur, bu nedenle toprakta ve suda uzun süre kalabilir. Birçok çalışma, glifosata uzun süreli maruz kalmanın düşük, doğum kusurları veya genetik mutasyonlar gibi insan sağlığı riskleri oluşturabileceğini göstermiştir. Dahası, konsantrasyonlar izin verilen sınırları aştığında, glifosat sucul organizmalar için zehirli hale gelir, su kaynaklarını kirletir ve biyoçeşitliliği olumsuz etkiler. Bu bağlamda, çevredeki glifosat kalıntılarının tespiti ve izlenmesi, tarımsal yönetim ve halk sağlığının korunması için kritik bir gereklilik haline gelmiştir.
Ancak, yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), gaz kromatografisi (GC) veya kapiler elektroforez gibi mevcut analitik yöntemler, yüksek doğruluk sunarken, pahalı ekipman, karmaşık numune işleme prosedürleri gerektirir ve büyük ölçekte uygulanması zordur.
Bu gerçekliğe dayanarak, Doçent Dr. Vu Thi Thu Ha liderliğindeki bir araştırma ekibi yeni bir çözüm geliştirdi: Geleneksel yöntemlere kıyasla eser miktardaki glifosatın hızlı, doğru ve çok daha düşük maliyetli bir şekilde tespit edilmesini sağlayan, geliştirilmiş bir metal-organik çerçeve (MOF) malzemesi kullanan elektrokimyasal bir sensör. Bu sonuç, Vietnam Bilim ve Teknoloji Akademisi tarafından finanse edilen "Glifosatı etkili bir şekilde adsorbe edebilen metal-organik çerçeve (MOF) malzemelerinin üretimi ve çevredeki eser miktardaki glifosatı tespit etmek için elektrokimyasal bir sensörün geliştirilmesinde uygulanması" projesinde gerçekleştirildi.
Elektrokimyasal sensör iki ana malzemeden üretilmiştir: CuBTC ve Zr-CuBTC. Zr-CuBTC, üstün glifosat yakalama yeteneği nedeniyle seçilen metal-metal hibrit bir malzemedir. Bakırın (Cu) bir kısmının zirkonyum (Zr) ile değiştirilmesi, malzemenin gözenek yapısını genişleterek glifosat moleküllerinin sensör yüzeyine nüfuz etmesini ve adsorbe olmasını kolaylaştırır. Aynı zamanda, yeni malzeme elektriksel iletkenliği önemli ölçüde artırır; bu da iletim direncinde 2464 Ω'dan (CuBTC için) 703,3 Ω'a keskin bir düşüşle gösterilmiştir ve iletkenlikte belirgin bir iyileşmeyi işaret etmektedir.
Bu iyileştirmeler sayesinde, GCE elektrot üzerindeki Zr-CuBTC sensörü, suda son derece düşük konsantrasyonlarda glifosatı tespit edebilecek kadar hassas olan sadece 9,0 × 10⁻¹³ M'lik bir tespit limitine ulaşmaktadır. Bazı uluslararası çalışmalarda daha düşük tespit eşikleri bulunmasına rağmen, grubun sensörü genel olarak yüksek performansı, iyi kararlılığı ve gerçek dünya çevre koşullarındaki uygulanabilirliği nedeniyle öne çıkmaktadır. Testler, cihazın hızlı tepki süresine (sadece yaklaşık 4,8 saniye), iyi tekrarlanabilirliğe, yüksek seçiciliğe sahip olduğunu ve su örneklerindeki yaygın bileşiklerden neredeyse hiç etkilenmediğini göstermektedir.
Bu temele dayanarak, araştırmacılar CuBTC'yi altın nanopartiküllerle (AuPs) birleştirerek MOF malzemelerinin doğal iletkenlik sınırlamalarının üstesinden gelmenin yollarını araştırmaya devam ettiler. Altın nanopartiküllerin entegrasyonu sadece iletkenliği artırmakla kalmadı, aynı zamanda sensörün elektrokatalitik aktivitesini de geliştirdi. Sonuç olarak, ekip önemli ölçüde daha güçlü bir akım sinyali üreten ve glifosatın çok düşük konsantrasyonlarda (4,4 × 10⁻¹¹ M) tespit edilmesini sağlayan ikinci bir versiyon olan CuBTC/AuPs sensörünü başarıyla geliştirdi. Cihaz ayrıca gerçek dünya ölçüm koşullarında yüksek hassasiyet, kararlı çalışma ve iyi tekrarlanabilirlik sergiledi.
Özellikle belirtmek gerekirse, araştırma sadece laboratuvar testleriyle sınırlı kalmadı, aynı zamanda Kızıl Nehir su örnekleri üzerinde de doğrulandı. İki sensör türünden elde edilen analiz sonuçları, modern ve oldukça hassas bir teknik olan LCMS/MS yöntemiyle yüksek benzerlik gösterdi. Bu, elektrokimyasal sensörlerin maliyet, taşınabilirlik ve çevresel izlemede kullanım açısından belirgin avantajlara sahip, güvenilir bir analitik araç olma potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.
Doçent Doktor Vu Thi Thu Ha'ya göre, araştırma ekibi iletkenliği artırmak için altın nanopartikülleri entegre ederek MOF malzemesini geliştirdi ve böylece yüksek doğruluk ve çok düşük algılama limitiyle glifosatı tespit edebilen son derece hassas bir elektrokimyasal sensör geliştirdi. Üretilen sensör, kullanımdan önce nemden arındırılmış bir ortamda 24 saate kadar saklanabilir ve bu süre zarfında ölçüm performansı istikrarlı kalır. Bu nedenle, cihaz, büyük ekipman veya yüksek uzmanlık gerektiren teknisyenlere ihtiyaç duymadan doğrudan saha araştırmaları için uygundur.
Düşük maliyeti, basit kullanımı ve örnekleme sahasında anında kullanılabilirliği ile bu sensör, yerel çevre yetkilileri tarafından kolayca uygulanmasını sağlarken, çevre laboratuvarları ve tarım kontrol kurumlarının iş yükünü de azaltmaktadır. Çevredeki glifosat kalıntısını tespit etmek için bu sensörün kullanımı, düzenleyici kurumlara kontrolü güçlendirmek ve yasal düzenlemeleri uygulamak için net bilimsel kanıtlar sağlayan etkili bir araç haline gelecektir. Bu olumlu ilk sonuçlara dayanarak, araştırma ekibi sensörün dayanıklılığını artırmak, raf ömrünü uzatmak ve saha koşullarına daha iyi uyum sağlamak için daha da optimize etmeyi ummaktadır.
Vietnam Bilim ve Teknoloji Akademisi'nden bilim insanlarına göre, projenin araştırma sonuçları birçok prestijli uluslararası bilimsel dergide yayınlandı; sadece çevredeki pestisit kalıntılarının izlenmesi sorununu çözmeye katkıda bulunmakla kalmayan, aynı zamanda glifosatı tespit eden elektrokimyasal sensör, Akademi bilim insanlarının ileri teknolojiyi kavrama ve geliştirme yeteneğini de göstermektedir.
Kaynak: https://nhandan.vn/cam-bien-phat-hien-thuoc-diet-co-doc-hai-post951676.html
Yorum (0)