Door cyanide te sproeien in de buurt van koraalriffen die wemelen van tropische wezens, kunnen siervissen snel en goedkoop worden verdoofd, die vervolgens kunnen worden opgeschept en over de hele wereld kunnen worden verkocht. De praktijk levert aan dierenwinkels, maar laat vaak beschadigd koraal en dode vissen achter die blootstaan ​​aan te veel van het toxine. Landen waar aquariumvissen worden verzameld, hebben de methode decennia geleden verboden, maar daders pakken is moeilijk. Nu ontwikkelen onderzoekers een handheld-apparaat voor het detecteren van cyanide-visserij dat zou kunnen helpen de destructieve praktijk tegen te gaan.

Het team zal vandaag hun voortgang op het apparaat presenteren op de 253e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

"Er worden wereldwijd zo'n 20 tot 30 miljoen zeevissen verhandeld, "Andrew Rijn, doctoraat, zegt. "Tien tot 12 miljoen komen naar de VS, de grootste importeur, en de meeste van die vissen komen uit landen met historische problemen met de visserij op cyanide. Hoewel er enkele onderzoeken zijn uitgevoerd, niemand weet echt hoe wijdverbreid het probleem is."

rijn, die bij Roger Williams University in Rhode Island zit, heeft de wereldwijde aquariumhandel bestudeerd en zegt dat destructieve visserij, inclusief het gebruik van de cyanidevergiftigingsmethode, is een van de grootste problemen waarmee de industrie wordt geconfronteerd.

Gemotiveerd om landen als Indonesië en de Filippijnen te helpen de praktijk uit te roeien, Rhyne besprak de uitdaging met Clifford Murphy, doctoraat, ook met Roger Williams University. En in de zomer van 2015 Murphy en niet-gegradueerde onderzoeker Amanda McCabe wilden een detectiemethode bedenken die in een handheld-systeem zou kunnen worden verpakt.

"Als je forensisch gaat vaststellen dat een vis is gevangen door cyanidevisserij, het zou erg handig zijn om een ​​draagbaar apparaat te hebben, zodat u het ter plaatse kunt testen wanneer vissersboten terugkeren naar de dokken, "zegt Murphy. Hij voegt eraan toe dat de huidige methoden inhouden dat vis en tankwater naar laboratoria worden gestuurd voor voorbehandeling en testen. Deze aanpak is duur en kost tijd.

Om een ​​meer praktische sensor te creëren die direct in tanks op boten kan worden gedompeld als ze binnenkomen met hun vangst, Murphy en McCabe gingen op zoek naar een elektrochemisch platform dat porfyrines gebruikt om thiocyanaat te binden. Porfyrinen zijn organische moleculen, en velen van hen komen van nature voor. Een voorbeeld is heem, het pigment in rode bloedcellen. En thiocyanaat is een metaboliet die wordt uitgescheiden door vissen die zijn blootgesteld aan cyanide.

De onderzoekers maakten elektroden door metalloporfyrinen - porfyrinen met een metaal in het midden - aan een substraat te bevestigen, en stelde de resulterende sensor bloot aan water verzameld uit de nabijgelegen Narragansett Bay. De watermonsters waren verrijkt met verschillende niveaus van thiocyanaat. Wanneer thiocyanaat zich hecht aan de porfyrinen, hun chemie en kleuren veranderen - net zoals paarse heem rood wordt als zuurstof eraan bindt.

"Toen we begonnen met het testen van de sensor, we zagen wat een significant vermogen leek te zijn om het thiocyanaat te detecteren, zelfs in onbehandeld zout water, " zegt Murphy. "Onze sensor werkt in ongeveer vijf tot tien minuten, en het niveau dat we detecteerden was ongeveer 1 tot 2 delen per miljard." Hij voegt eraan toe dat de huidige beste beschikbare methode naar verluidt alleen thiocyanaat in zeewater heeft gedetecteerd met een hoger niveau van 3,2 delen per miljard.

Undergraduate onderzoeker Connor Sweet zet het project voort, het testen van verschillende metalloporfyrinen en het ontwikkelen van een consistente methode voor het maken van de elektroden, wat hij nu met de hand doet. Engineering student Charles Flynn werkt aan de elektronica kant, het ontwikkelen van een handapparaat om de sensortechnologie te huisvesten. Het team zal de methode testen op watermonsters van behandelde vissen. Ze zeggen dat als die resultaten veelbelovend zijn, ze zouden in één tot twee jaar een prototype klaar kunnen hebben.