能在5分钟内检出残留农药的新型纳米传感器

　　【化工仪器网 项目成果】纳米传感器是测量物理量并将这些量转换为可以检测和分析的信号的纳米级设备，与传统材料制成的传感器相比，基于纳米材料的传感器在灵敏度和特异性方面具有多项优势。其较高的灵敏度源于纳米材料的高表面积体积比，以及可以用作检测基础的纳米材料的新颖物理特性。纳米传感器还可以潜在地与纳米电子器件集成，从而为纳米传感器增加本地处理能力。

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　　现阶段的农作物经常会使用农药来防治病虫害及调节植物生长，但农药若是没有处理得当，这些农药不仅会残留在土壤、大气和水等环境中，同时还会附着于农作物上。农药进入粮食、蔬菜、水果、鱼、虾、肉、蛋、奶中，会造成食物污染，甚至危害人的健康。为了能够在消费前检测单一产品上农药残留，科学家们不断研究其相关技术。然而，目前用于在消费前检测单一产品上农药残留的技术，相关传感器成本高，制造工艺繁琐，在实践中受到限制。
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　　近日，卡罗林斯卡医学院微生物学、肿瘤和细胞生物学系首席研究员乔治·索特里奥，开发出一种微型传感器，可在几分钟内检出水果上的农药。这款新纳米传感器采用了表面增强拉曼散射(SERS)技术，可将金属表面上生物分子的信号增强超过100万倍。研究人员还用了一种成熟且具有成本效益的金属涂层沉积技术——火焰喷涂，火焰喷涂在大面积上快速生产均匀的SERS薄膜，消除了可扩展性的关键障碍之一，从而创建了一种SERS纳米传感器，能够将银纳米粒子的小液滴输送到玻璃表面。为了提高灵敏度，研究人员还微调了单个银纳米粒子之间的距离。
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　　为了测试其检测能力，研究人员们在传感器顶部涂上一层薄薄的示踪染料，并使用光谱仪来揭示它们的分子指纹。研究表明，传感器可靠且均匀地检测到了分子信号，并且在2.5个月后再次测试时其性能保持不变，这证明了它们的耐用性和大规模生产的可行性。
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　　研究人员还对传感器的实际应用进行了校准测试，他们将少量的有毒农业杀虫剂放在苹果上，随后用棉签收集残留物，棉签浸入溶液中以溶解农药分子。溶液滴在传感器上后，传感器可在5分钟内检测到农药残留，而不会破坏水果。
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　　新传感器不仅足够灵敏，并且便宜、“耐用”，研究人员们还试图让新纳米传感器能够在资源有限的环境中发现特定疾病的生物标志物。目前该研究论文已发表在《高级科学》期刊上。
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　　(资料来源：科技日报)