Ingenjörer testade sensorenheten på prover av apelsinjuice som de tillsatt glyfosat för studien. Kredit:Bob Hubner, Washington State University
En nyutvecklad, lågkostnadssensor kan upptäcka och noggrant mäta mängden av den allmänt använda och kontroversiella herbiciden, glyfosat, i vätskedroppar i ett laboratorietest.
Washington State University och DL ADV-Techs ingenjörer utvecklade sensorenheten, som använder nanostora rör, och testade det på prover av apelsinjuice och risdrycker som de spetsade med herbiciden för studien. Glyfosatsensorn använder teknik som liknar den som används i glukostester som snabbt kan mäta blodsockernivåer från ett nålstick av blod.
I sista hand, det är målet för den här sensorn:att testa mänskliga prover för att övervaka glyfosatexponering, men i studien publicerad i Biosensorer och bioelektronik , forskare visade först sensorns potential för att testa drycker.
"Vi började utveckla den här sensorn för hälsoövervakning, men det kan också användas för livsmedelssäkerhet och miljöövervakning, "sa Yuehe Lin, professor vid WSU:s School of Mechanical and Materials Engineering och studiens motsvarande författare. "Vi designade den för att vara bärbar och använde 3D-utskrift för att göra den liten och kompakt, så att den kan användas var som helst - i labbet eller på fältet."
Innan denna nya utveckling, Metoder för att upptäcka och mäta herbicider som glyfosat förlitade sig ofta på noggrann förberedelse av prover och dyr vetenskaplig utrustning som masspektrometrar. Andra metoder innebär att man använder biologiska antikroppar för att attrahera och binda herbicidmolekylerna, vilket också är dyrt med material som måste förvaras noggrant för att förhindra nedbrytning av de naturliga komponenterna.
Shichao Ding, en WSU doktorand, håller upp glyfosatsensorenheten. Upphovsman:Bob Hubner, Washington State University
Sensorn som utvecklats av forskargruppen använder elektriskt ledande polymernanorör som är präglade med hålrum i molekylstorlek som kan binda glyfosatmolekyler-i huvudsak efterlikna de biologiska antikropparna. Dessa nanorör beläggs sedan på en 3-D-tryckt sensorenhet som använder en elektrisk ström för att kvantifiera glyfosatkoncentrationen. Eftersom den använder en konstgjord antikropp istället för biologisk, sensorn behöver ingen speciell förvaring, och avkänningsmaterialen är relativt billiga.
Forskarna testade sensorn på prover av apelsinjuice och risdrycker som de spikade med kända nivåer av glyfosat. De fann att sensorn hade förmågan att upptäcka herbiciden med hög känslighet och specificitet.
"För nästa steg, vi vill använda sensorn för att detektera glyfosat i vissa mänskliga prover som blod, saliv eller urin, sa Shichao Ding, en WSU -doktorand i Lins laboratorium och första författare på pappret. "Vi kommer också att fortsätta att utveckla några nya nanomaterial för att förbättra dess avkänningsprestanda."
Glyphosate har godkänts för användning av många tillsynsmyndigheter inklusive US Environmental Protection Agency, som utfärdade ett uttalande 2020 om att det är säkert att använda på rekommenderade nivåer. Än, vissa grupper och studier har väckt oro för glyfosats hälsorisker och miljörisker, och Världshälsoorganisationens internationella byrå för cancerforskning har klassificerat det som "troligen cancerframkallande för människor."
