Billig og enkel påvisning af neurotoksiske kemikalier

Kemisk forurening fra pesticider er et alvorligt problem. Detektionsmetoder kan være komplicerede, vanskeligt at implementere og dyrt. Imidlertid, forskere i Japan har opdaget en metode til at reducere omkostningerne og forenkle processen til påvisning af et neurotoksin, der findes i flere pesticider kaldet Nereistoxin. Det er håbet, at metoden vil medføre forbedrede detektionsteknikker.

Der er en begrænset mængde data om de globale sundhedsvirkninger af pesticider, men mange skader og dødsfald på verdensplan kan tilskrives deres misbrug. Pesticidforurening af fødevarer og vandkilder er et meget alvorligt problem, især i tredjeverdenslande. Påvisning af disse kemikalier i kroppen ved hjælp af billige og enkle metoder har høj prioritet.

Relativt nemme metoder til at analysere fedtopløselige kemiske forbindelser er allerede kendt. Vandopløselige pesticider, på den anden side, er lidt mere komplicerede. De har ofte brug for besværlige forbehandlinger såsom ekstraktion og derivatisering forud for instrumentel analyse såsom gaskromatografi/massespektrometri (GC/MS) og væskekromatografi/massespektrometri (LC/MS), hvorfor forskere fra Kumamoto University, Konan Universitet, og Nagasaki-præfekturets politi i Japan begyndte at undersøge enklere metoder til toksinpåvisning. De fokuserede på Nereistoxin (NRT), et naturligt neurotoksin, der findes i flere pesticider. Typisk analyse for NRT kræver brug af højtydende detektorer.

Forskerne viste, at NRT'er adsorberet på overfladen af ​​en guldelektrode (via en Au-S-binding) producerede en let skelnelig elektrokemisk reaktion, som, i nærværelse af en ferricyanid (0,5 millimolær (mM)) markøranion, var mere følsom end en ubehandlet guldelektrode. En kritisk betingelse for denne elektrokemiske teknik er en unormalt lav elektrolytkoncentration (1,0 mM KCl). Under disse lave koncentrationer, den nøgne elektrode målte en strøm på næsten nul mikroampere, hvorimod en elektrode med et overflade-NRT-lag accelererede den elektriske respons betydeligt. NRT-laget kompenserede i høj grad for det handicap, der følger med lave KCl-niveauer. Denne forskning er værdifuld ikke kun for dens anvendelighed som en enkel og praktisk sensor, men også for at give et nyt princip i fysisk kemi for sensorer.

Efter at have bekræftet gennemførligheden af ​​metoden på andre NRT-relaterede neurotoksiske pesticider (Cartap, Thiocyclam, og Bensultap) vurderede forskerne dens evne til at påvise neurotoksiner i humant serum. "Vi fandt først en uidentificeret strøm, da vi testede kontrolserumet, men det blev hurtigt elimineret efter vask af elektroden med natriumhydroxid, " sagde professor Toshihiro Ihara, leder af forskningsprojektet. "Heldigvis, dette var den eneste behandling, der krævedes til påvisning af 1-25 mikrogram NRT pr. milliliter humant serum, som er den følsomhed, der kræves for at opdage NRT-forgiftning fra pesticider og andre kilder. Andre teknikker er mere komplicerede, tage mere tid, eller brug meget mere komplicerede materialer. Vi håber, at vores teknik vil åbne døre til andre billige og enkle detektionsmetoder."

Denne forskning kan findes i American Chemical Societys online-tidsskrift Analytisk kemi .