Ny 3D-printet sensor kan registrere glyphosat i drikkevarer

En nyudviklet, lavprissensor kan registrere og nøjagtigt måle mængden af ​​det udbredte og kontroversielle herbicid, glyphosat, i dråber væske i en laboratorietest.

Washington State University og DL ADV-Tech ingeniører udviklede sensorenheden, som bruger rør i nanostørrelse, og testede det på prøver af appelsinjuice og risdrikke, som de tilsatte herbicidet til undersøgelsen. Glyphosatsensoren bruger teknologi, der ligner den, der bruges i glukosetests, der hurtigt kan måle blodsukkerniveauet fra et nålestik af blod.

Ultimativt, det er målet for denne sensor:at teste menneskelige prøver til overvågning af glyphosateksponering, men i undersøgelsen offentliggjort i Biosensorer og bioelektronik , forskere viste først sensorens potentiale til at teste drikkevarer.

"Vi begyndte at udvikle denne sensor til sundhedsovervågning, men det kan også bruges til fødevaresikkerhed og miljøovervågning, "sagde Yuehe Lin, professor i WSU's School of Mechanical and Materials Engineering og undersøgelsens tilsvarende forfatter. "Vi designede det til at være bærbart og brugte 3D-print til at gøre det lille og kompakt, så det kan bruges overalt - i laboratoriet eller i marken."

Før denne nye udvikling, metoder til påvisning og måling af herbicider som glyphosat er ofte baseret på omhyggelig forberedelse af prøver og dyrt videnskabeligt udstyr som massespektrometre. Andre metoder involverer brug af biologiske antistoffer til at tiltrække og binde herbicidmolekylerne, hvilket også er dyrt med materialer, der skal opbevares omhyggeligt for at forhindre nedbrydning af de naturlige komponenter.

Sensoren udviklet af forskerholdet bruger elektrisk ledende polymer nanorør, der er præget med hulrum på størrelse med molekyler, der kan binde glyphosatmolekyler - i det væsentlige efterligner de biologiske antistoffer. Disse nanorør er derefter belagt på en 3-D-printet sensorenhed, der bruger en elektrisk strøm til at kvantificere glyphosatkoncentrationen. Fordi det bruger et kunstigt antistof i stedet for et biologisk, sensoren behøver ikke særlig opbevaring, og følematerialerne er relativt billige.

Forskerne testede sensoren på prøver af appelsinjuice og risdrikke, som de tilsatte kendte niveauer af glyphosat. De fandt ud af, at sensoren havde evnen til at detektere herbicidet med høj følsomhed og specificitet.

"Til det næste trin, vi ønsker at bruge sensoren til at detektere glyphosat i nogle menneskelige prøver såsom blod, spyt eller urin, " sagde Shichao Ding, en WSU ph.d.-kandidat i Lins laboratorium og første forfatter på papiret. "Vi vil også fortsætte med at udvikle nogle nye nanomaterialer for at forbedre dets sanseydelse."

Glyphosat er blevet godkendt til brug af mange regulerende agenturer, herunder U.S. Environmental Protection Agency, som udsendte en erklæring i 2020 om, at det er sikkert at bruge på anbefalede niveauer. Endnu, nogle grupper og undersøgelser har rejst bekymringer om glyphosats sundheds- og miljørisici, og Verdenssundhedsorganisationens Internationale Agentur for Kræftforskning har klassificeret det som "sandsynligvis kræftfremkaldende for mennesker."