En ny polymerbaserad, solid-state transistor kan mer känsligt detektera en ogräsdödare i dricksvatten än befintliga hydrogelbaserade fluorescenssensorchips. Detaljerna publicerades i Chemistry – A European Journal.

Sensorn är en specialdesignad organisk tunnfilmstransistor baserad på halvledande molekyler av karboxylatfunktionaliserad polytiofen (P3CPT). Det som är speciellt med just den här enheten är att, till skillnad från andra konjugerade polymerbaserade sensorer, den här är en solid state-enhet som kan leda en elektrisk ström när den placeras inuti en vätska.

Enheten, designad av Tsuyoshi Minami från University of Tokyos Institute of Industrial Science och kollegor, fungerar genom att tillsätta kopparjoner, som binder till P3CPT -molekylerna. När enheten placeras i vatten som innehåller även den minsta mängden herbicid glyfosat, kopparjonerna lämnar P3CPT -molekylerna för att fästa vid glyfosatmolekylerna. Detta orsakar en detekterbar minskning av flödet av elektrisk ström genom enheten. Glyfosat är en vanlig ogräsdödare inom jordbruket, och det finns farhågor om att dess närvaro i dricksvatten kan vara skadligt för människors hälsa.

Forskarna fann att enheten var så känslig att den kunde upptäcka så lågt som 0,26 delar per miljon glyfosat i dricksvatten. Teamet jämförde sin nya enhet med ett konventionellt fluorescenssensorchip, som bara kunde upptäcka upp till 0,95 delar per miljon glyfosat. För att sätta detta i perspektiv, högsta tillåtna mängd glyfosat i dricksvatten, enligt United States Environmental Protection Agency, är 0,7 delar per miljon.

Forskarna tror att deras enhets känslighet beror på interaktioner som förekommer inom enskilda polymermolekyler och mellan grannmolekyler. Vanligt använda fluorescenssensorer beror enbart på interaktioner som förekommer inom enskilda molekyler.

"Vår enhet kan vara en ny plattform för solid state för avkänning av målmolekyler i vattenhaltiga medier, "säger Minami. Forskarna arbetar för närvarande med att vidareutveckla sina polytiofenbaserade sensorer.