Een team van wetenschappers van MSU heeft een nieuw materiaal ontwikkeld op basis van silicium-titaniumgel en een kleurstof. Het materiaal is in staat om de aanwezigheid van schadelijke oxalaat-ionen in voedingsproducten aan het licht te brengen, zelfs onder veldomstandigheden. Analyse houdt in dat het monster alleen in contact wordt gebracht met het nieuwe materiaal. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Sensoren .

Oxalaten zijn de zouten van oxaalzuren. Velen van hen zijn slecht oplosbaar in water en worden gedestilleerd uit oplossingen in de vorm van kristallen. Wanneer de niveaus van oxalaat in voedsel hoog zijn, er is een risico op het ontwikkelen van een leversteenziekte. MSU-gebaseerde wetenschappers creëerden een zeer gevoelig materiaal dat de aanwezigheid van schadelijke ionen kan identificeren, zelfs als hun concentratie vier keer lager is dan het toegestane maximumniveau.

De nieuwe sensor is een gemodificeerde silicium-titaniumgel die van zijn vloeibare fase is beroofd. Het materiaal ziet eruit als paars poeder dat bestaat uit deeltjes van ongeveer 100 mkm. De structuur van de gel bevat ook eriochroom cyanine, een indicator die zijn kleur verliest na contact met een stof die oxalaationen bevat. Titanium dat in de matrix van het sensormateriaal is opgenomen, kan stabiele kleurloze verbindingen vormen met oxalaationen, waardoor gekleurde complexen met eriochroomcyanine uiteenvallen en het materiaal kleur verliest. De wetenschappers gebruikten een Lambda 35-spectrofotometer om de intensiteit van de kleur van het sensormateriaal te meten, wat de concentratie van ionen aangeeft.

Om dit sensormateriaal te verkrijgen, de wetenschappers gebruikten de sol-gel-technologie. Eerst, een oplossing met onoplosbare deeltjes (1 tot 100 nm) wordt bereid, en dan wordt de vloeibare fase verwijderd. Na het verwijderen van vloeistof, vaste moleculen beginnen nieuwe bindingen op te bouwen, en de 3D-moleculaire matrix assembleert. Nadat het syntheseproces was voltooid, de wetenschappers voegden eriochroom cyanine aan toe.

"Om oxalaat-ionen in biologische vloeistoffen in de urine te identificeren, we moeten een sensormateriaal maken met een hogere gevoeligheid. Dit is het doel van onze vervolgstudies, " zegt Elena Morosanova, de auteur van de studie en professor aan de afdeling analytische chemie van de faculteit Scheikunde, MSU.

De wetenschappers selecteerden vijf monsters van voedselproducten als testmonsters:dokbladeren, spinazie bladeren, peterselie, gemalen zwarte peper en gemberwortel. Het gehalte aan oxalaationen in deze monsters is op twee manieren bepaald:met behulp van het sensormateriaal, en zeer efficiënte vloeistofchromatografie. De methode toonde bijna vergelijkbare resultaten met een verschil van minder dan 10 procent.

"Ons sensormateriaal helpt bij het bepalen van de aanwezigheid van oxalaat-ionen in voedingsproducten - simpelweg, snel, en buiten het laboratorium, ", voegde Elena Morosanova eraan toe.