Ultrafølsom transistor til herbiciddetektion i vand

En ny polymer-baseret, solid state transistor kan mere følsomt detektere en ukrudtsdræber i drikkevand end eksisterende hydrogel-baserede fluorescenssensorchips. Detaljerne blev offentliggjort i Chemistry-A European Journal.

Sensoren er en specialdesignet organisk tyndfilmstransistor baseret på halvledende molekyler af carboxylatfunktionaliseret polythiophen (P3CPT). Det specielle ved denne særlige enhed er, at i modsætning til andre konjugerede polymerbaserede sensorer, denne er en solid state-enhed, der kan lede en elektrisk strøm, når den placeres inde i en væske.

Enheden, designet af Tsuyoshi Minami fra University of Tokyos Institute of Industrial Science og kolleger, virker ved at tilføje kobberioner, som binder til P3CPT-molekylerne. Når enheden placeres i vand, der indeholder selv den mindste mængde af herbicidet glyphosat, kobberionerne forlader P3CPT-molekylerne for at binde sig til glyphosatmolekylerne. Dette forårsager en detekterbar reduktion i strømmen af ​​elektrisk strøm gennem enheden. Glyphosat er et almindeligt anvendt ukrudtsmiddel i landbruget, og der er bekymring for, at dets tilstedeværelse i drikkevand kan være skadeligt for menneskers sundhed.

Forskerne fandt ud af, at enheden var så følsom, at den kunne registrere så lavt som 0,26 ppm glyphosat i drikkevandet. Holdet sammenlignede deres nye enhed med en konventionel fluorescenssensorchip, som kun var i stand til at detektere ned til 0,95 ppm glyphosat. For at sætte dette i perspektiv, den maksimalt tilladte mængde glyphosat i drikkevand, ifølge United States Environmental Protection Agency, er 0,7 ppm.

Forskerne mener, at følsomheden af ​​deres enhed koger ned til interaktioner, der forekommer i individuelle polymermolekyler og mellem nabomolekyler. Almindeligt anvendte fluorescenssensorer afhænger udelukkende af interaktioner, der forekommer inden for individuelle molekyler.

"Vores enhed kunne være en ny solid-state platform til at registrere målmolekyler i vandige medier, " siger Minami. Forskerne arbejder i øjeblikket på at videreudvikle deres polythiophen-baserede sensorer.