Een nieuwe op polymeer gebaseerde, solid-state transistor kan een onkruidverdelger in drinkwater gevoeliger detecteren dan bestaande op hydrogel gebaseerde fluorescentiesensorchips. De details zijn gepubliceerd in Chemistry-A European Journal.

De sensor is een speciaal ontworpen organische dunnefilmtransistor op basis van halfgeleidende moleculen van carboxylaat-gefunctionaliseerd polythiofeen (P3CPT). Het bijzondere aan dit specifieke apparaat is dat, in tegenstelling tot andere sensoren op basis van geconjugeerd polymeer, dit is een apparaat in vaste toestand dat een elektrische stroom kan geleiden wanneer het in een vloeistof wordt geplaatst.

Het apparaat, ontworpen door Tsuyoshi Minami van het Instituut voor Industriële Wetenschappen van de Universiteit van Tokyo en collega's, werkt door toevoeging van koperionen, die binden aan de P3CPT-moleculen. Wanneer het apparaat in water wordt geplaatst dat zelfs de kleinste hoeveelheid van het herbicide glyfosaat bevat, de koperionen verlaten de P3CPT-moleculen om zich aan de glyfosaatmoleculen te hechten. Dit veroorzaakt een waarneembare vermindering van de stroom van elektrische stroom door het apparaat. Glyfosaat is een veelgebruikte onkruidverdelger in de landbouw, en er zijn zorgen dat de aanwezigheid ervan in drinkwater schadelijk kan zijn voor de menselijke gezondheid.

De wetenschappers ontdekten dat het apparaat zo gevoelig was dat het slechts 0,26 delen per miljoen glyfosaat in drinkwater kon detecteren. Het team vergeleek hun nieuwe apparaat met een conventionele fluorescentiesensorchip, die slechts tot 0,95 delen per miljoen glyfosaat kon detecteren. Om dit in perspectief te plaatsen, de maximaal toegestane hoeveelheid glyfosaat in drinkwater, volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency, is 0,7 delen per miljoen.

De wetenschappers geloven dat de gevoeligheid van hun apparaat neerkomt op interacties die plaatsvinden binnen individuele polymeermoleculen en tussen aangrenzende. Veelgebruikte fluorescentiesensoren zijn uitsluitend afhankelijk van interacties die plaatsvinden binnen individuele moleculen.

"Ons apparaat zou een nieuw solid-state platform kunnen zijn voor het detecteren van doelmoleculen in waterige media, ", zegt Minami. De onderzoekers werken momenteel aan de verdere ontwikkeling van hun op polythiofeen gebaseerde sensoren.