Chemische verontreiniging door pesticiden is een serieus probleem. Detectiemethoden kunnen ingewikkeld zijn, moeilijk uitvoerbaar en duur. Echter, onderzoekers in Japan hebben een methode ontdekt om de kosten te verlagen en het proces te vereenvoudigen voor het detecteren van een neurotoxine dat wordt aangetroffen in verschillende pesticiden, Nereistoxine genaamd. Gehoopt wordt dat de methode zal leiden tot verbeterde detectietechnieken.

Er is een beperkte hoeveelheid gegevens over de wereldwijde gezondheidseffecten van pesticiden, maar veel verwondingen en sterfgevallen wereldwijd kunnen worden toegeschreven aan het misbruik ervan. Besmetting met pesticiden van voedsel- en waterbronnen is een zeer ernstig probleem, vooral in derdewereldlanden. De detectie van deze chemicaliën in het lichaam met behulp van goedkope en eenvoudige methoden heeft hoge prioriteit.

Relatief gemakkelijke methoden voor het analyseren van vetoplosbare chemische verbindingen zijn reeds bekend. In water oplosbare pesticiden, anderzijds, zijn iets ingewikkelder. Ze hebben vaak lastige voorbehandelingen nodig, zoals extractie en derivatisering voorafgaand aan instrumentele analyse, zoals gaschromatografie/massaspectrometrie (GC/MS) en vloeistofchromatografie/massaspectrometrie (LC/MS), dat is de reden waarom onderzoekers van de Kumamoto University, Konan-universiteit, en de prefectuurpolitie van Nagasaki in Japan begon met het onderzoeken van eenvoudigere methoden voor het opsporen van toxines. Ze richtten zich op Nereistoxine (NRT), een natuurlijk neurotoxine dat in verschillende pesticiden wordt aangetroffen. Typische analyse voor NRT vereist het gebruik van hoogwaardige detectoren.

De onderzoekers toonden aan dat NRT's geadsorbeerd op het oppervlak van een gouden elektrode (via een Au-S-binding) een gemakkelijk te onderscheiden elektrochemische respons produceerden die, in aanwezigheid van een ferricyanide (0,5 millimolair (mM)) markeranion, was gevoeliger dan een niet-behandelde gouden elektrode. Een kritische voorwaarde voor deze elektrochemische techniek is een abnormaal lage elektrolytconcentratie (1,0 mM KCl). Onder deze lage concentraties, de kale elektrode mat een stroomsterkte van bijna nul microampère, terwijl een elektrode met een NRT-laag aan het oppervlak de elektrische respons aanzienlijk versnelde. De NRT-laag compenseerde in hoge mate de handicap die gepaard gaat met lage KCl-niveaus. Dit onderzoek is niet alleen waardevol vanwege zijn bruikbaarheid als een eenvoudige en praktische sensor, maar ook voor het verschaffen van een nieuw principe in de fysische chemie voor sensoren.

Na bevestiging van de haalbaarheid van de methode op andere NRT-gerelateerde neurotoxische pesticiden (Cartap, Thiocyclam, en Bensultap) beoordeelden de onderzoekers het vermogen om neurotoxines in menselijk serum te detecteren. "We vonden aanvankelijk een niet-geïdentificeerde stroom toen we het controleserum testten, maar het werd snel geëlimineerd na het wassen van de elektrode met natriumhydroxide, " zei professor Toshihiro Ihara, leider van het onderzoeksproject. "Gelukkig, dit was de enige behandeling die nodig was voor de detectie van 1-25 microgram NRT per milliliter humaan serum, dat is de gevoeligheid die nodig is om NRT-vergiftiging door pesticiden en andere bronnen te detecteren. Andere technieken zijn ingewikkelder, meer tijd nemen, of gebruik veel ingewikkelder materialen. We hopen dat onze techniek deuren zal openen naar andere goedkope en eenvoudige detectiemethoden."

Dit onderzoek is te vinden in het online tijdschrift van de American Chemical Society Analytische scheikunde .