Kemikere udvikler papirbaserede sensorer til at detektere potente nervetoksiner

En ny, papir-baseret sensor udviklet af University of Alberta kemikere kan detektere to potente nervetoksiner, der angiveligt er blevet brugt i kemisk krigsførelse.

Sensoren bruger siliciumbaserede kvanteprikker til at detektere paraoxon og parathion, to kraftige giftstoffer, der gør papirsensorerne gule eller grønne afhængigt af mængden af ​​tilstedeværende toksin.

Undersøgelsen viser også, at en kommerciel smartphone-applikation kan bruges til nøjagtigt at estimere mængden af ​​toksiner i en prøve, som kunne tilbyde en enklere, hurtigere måde at opdage dem på end nuværende metoder, der kræver dyre instrumenter og højtuddannede teknikere.

"Paraoxon og parathion er nervestoffer, der er blevet brugt som pesticider, " forklarede U fra en kemiker Jonathan Veinot, der var medforfatter på studiet med ph.d. studerende Christopher Robidillo.

"Nøjagtig påvisning er vigtig, fordi disse stoffer er potente - de kan dræbe inden for få minutter afhængigt af eksponering og behandling."

Siden parathion blev udviklet i 1947, de fleste lande rundt om i verden - inklusive Canada og USA - er holdt op med at bruge det som et pesticid, sagde Robidillo, citerer forskning, der viser, at det også har været forbundet med kræft og fødselsdefekter.

Paraoxon, en lignende forbindelse, der dannes, når parathion nedbrydes af enzymer i kroppen, anses for 50 gange mere giftig. Det menes at være blevet brugt i kemisk krigsførelse i 1970'erne i det nuværende Zimbabwe. og senere af apartheidstyret i Sydafrika som en del af dets kemiske våbenprogram.

For at bygge sensorerne, forskerholdet kombinerede et grønt fluorescerende protein med siliciumbaserede kvanteprikker, der udsender rødt lys. Når de udsættes for paraoxon eller parathion, blandingen udsender ikke længere rødt lys, får sensoren til at skifte til forskellige nuancer af gul eller grøn under fluorescerende lys.

"Sensorerne kan bruges til at teste miljøprøver og detektere tilstedeværelsen af ​​nervestoffer, " tilføjede Robidillo. "Ved at bruge en smartphone-applikation, det er muligt at estimere mængden af ​​tilstedeværende nervemiddel; dette er mere pålideligt end simpel visuel evaluering."

Veinot sagde, at resultaterne tyder på, at lignende sensorer er skræddersyet til også at teste for andre toksiner.

"Det er en platform, vi bygger på, som i sidste ende kan bruges til at opdage flere stoffer på én gang."

Studiet, Ratiometrisk påvisning af nervemidler ved at koble komplementære egenskaber af siliciumbaserede kvanteprikker og grønt fluorescerende protein, " blev offentliggjort i ACS anvendte materialer og grænseflader .