Een nieuw ontwikkelde, goedkope sensor kan de hoeveelheid van het veelgebruikte en controversiële herbicide detecteren en nauwkeurig meten, glyfosaat, in druppeltjes vloeistof in een laboratoriumtest.

De ingenieurs van Washington State University en DL ADV-Tech ontwikkelden het sensorapparaat, die buizen van nanoformaat gebruikt, en testten het op monsters van sinaasappelsap en rijstdranken die ze voor het onderzoek verrijkten met het herbicide. De glyfosaatsensor maakt gebruik van technologie die vergelijkbaar is met de technologie die wordt gebruikt in glucosetests die snel de bloedsuikerspiegel kunnen meten met een speldenprikje.

uiteindelijk, dat is het doel van deze sensor:het testen van menselijke monsters voor het monitoren van glyfosaatblootstelling, maar in de studie gepubliceerd in Biosensoren en bio-elektronica , onderzoekers toonden eerst het potentieel van de sensor voor het testen van dranken.

"We zijn begonnen met de ontwikkeling van deze sensor voor gezondheidsmonitoring, maar het kan ook worden gebruikt voor voedselveiligheid en milieumonitoring, " zei Yuehe Lin, professor in WSU's School of Mechanical and Materials Engineering en de corresponderende auteur van de studie. "We hebben het ontworpen om draagbaar te zijn en hebben 3D-printen gebruikt om het klein en compact te maken. zodat het overal kan worden gebruikt - in het laboratorium of in het veld."

Voordat deze nieuwe ontwikkeling methoden voor het detecteren en meten van herbiciden zoals glyfosaat waren vaak afhankelijk van een nauwgezette voorbereiding van monsters en dure wetenschappelijke apparatuur zoals massaspectrometers. Andere methoden omvatten het gebruik van biologische antilichamen om de herbicidemoleculen aan te trekken en te binden, dat is ook duur met materialen die zorgvuldig moeten worden opgeslagen om degradatie van de natuurlijke componenten te voorkomen.

De sensor die door het onderzoeksteam is ontwikkeld, maakt gebruik van elektrisch geleidende polymeer nanobuisjes die zijn bedrukt met holtes ter grootte van een molecuul die glyfosaatmoleculen kunnen binden - in wezen de biologische antilichamen nabootsen. Deze nanobuisjes worden vervolgens gecoat op een 3D-geprint sensorapparaat dat een elektrische stroom gebruikt om de glyfosaatconcentratie te kwantificeren. Omdat het een kunstmatig antilichaam gebruikt in plaats van een biologisch antilichaam, de sensor heeft geen speciale opslag nodig, en de meetmaterialen zijn relatief goedkoop.

De onderzoekers testten de sensor op monsters van sinaasappelsap en rijstdranken die ze verrijkten met bekende niveaus van glyfosaat. Ze ontdekten dat de sensor het herbicide met hoge gevoeligheid en specificiteit kon detecteren.

"Voor de volgende stap we willen de sensor gebruiken om glyfosaat te detecteren in sommige menselijke monsters zoals bloed, speeksel of urine, " zei Shichao Ding, een WSU-promovendus in het laboratorium van Lin en eerste auteur van het papier. "We zullen ook doorgaan met het ontwikkelen van enkele nieuwe nanomaterialen om de detectieprestaties te verbeteren."

Glyfosaat is goedgekeurd voor gebruik door veel regelgevende instanties, waaronder de U.S. Environmental Protection Agency, die in 2020 een verklaring heeft afgegeven dat het veilig is voor gebruik in de aanbevolen hoeveelheden. Nog, sommige groepen en onderzoeken hebben hun bezorgdheid geuit over de gezondheids- en milieurisico's van glyfosaat, en het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek van de Wereldgezondheidsorganisatie heeft het geclassificeerd als "waarschijnlijk kankerverwekkend voor de mens".