Phương pháp đơn giản để kiểm tra dư lượng phốtphat hữu cơ trong thực phẩm

11:30' AM - Thứ hai, 30/05/2016

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tổng hợp Connecticut (Mỹ) và Đại học Trùng Khánh (Trung Quốc) đã chế tạo dụng cụ cảm biến sinh học có khả năng phát hiện dư lượng một hạng mục thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV) độc hại trong thực phẩm và môi trường. Đó là nhóm các TBVTV dạng phốtphat hữu cơ có độc tính cao mà hiện chiếm gần 40% các loại TBVTV đang được sử dụng trên toàn thế giới.

Các hợp chất phốtphat hữu cơ thường ức chế enzym axetylcholinesteraza. Nhiều dụng cụ cảm biến sinh học hiện nay có thể giúp chúng ta theo dõi phản ứng này. Nhưng enzym axetylcholinesteraza rất đắt tiền vì phải được chiết xuất từ mô động vật. Một số nhà nghiên cứu đã xem xét các phương án thay thế rẻ tiền hơn, ví dụ sử dụng esteraza thực vật.

Các nhà nghiên cứu nói trên đã thiết kế một dụng cụ cảm biến sinh học dựa trên esteraza thực vật để phát hiện các hợp chất phốtphat hữu cơ. Dụng cụ này có hiệu quả cao hơn các dụng cụ tương tự trước đây nhờ sử dụng kết hợp các vật liệu nano: các hạt nano vàng (hỗ trợ truyền điện tử), các tấm nano graphen (tăng độ dẫn điện) và chitosan (giúp ổn định hóa enzym). Chitosan là một loại polysaccarit ưa nước, có thể được chiết xuất từ vỏ tôm và côn trùng.

Khi chế tạo dụng cụ cảm biến sinh học mới này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dung dịch để kết lắng các hạt nano vàng và các tấm nano graphen lên bề mặt của các điện cực cacbon. Sau đó, họ chiết xuất và tinh chế esteraza thực vật từ bột mì rồi phối trộn với chitosan. Tiếp theo, họ cho dung dịch esteraza thực vật và chitosan lên bề mặt các thành phần nano rồi để chúng tự khô. Khi cho hệ thống này vào dung dịch đệm có chứa 1-naphtyl axetat, esteraza thực vật sẽ bị thủy phân thành este, tạo thành sản phẩm có hoạt tính điện là 1-naphthol. Các TBVTV phốtphat hữu cơ thường ức chế phản ứng này, vì vậy các nhà nghiên cứu có thể xác định nồng độ của chúng trong dung dịch bằng cách theo dõi dòng điện điện hóa đi qua điện cực.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dụng cụ cảm biến sinh học này để xác định hàm lượng 2 loại TBVTV phốtphat hữu cơ là metyl parathion và malathion trong các dung dịch, với hàm lượng lên đến 500 ppb. Khi thử nghiệm, dụng cụ đã đạt giới hạn phát hiện là 50 ppt và 0,5 ppb tương ứng đối với hai TBVTV nói trên, tức là tương đương hoặc nhạy hơn phần lớn các phương pháp sử dụng axetylcholinesteraza trước đây và thấp hơn giới hạn tối đa theo quy định của Cục Bảo vệ môi trường Mỹ EPA (2 ppb đối với metyl parathion). Dụng cụ cũng xác định chính xác mức đỉnh của các TBVTV này ở các mẫu táo và cà rốt nghiền, với sai số trung bình 4%.

Theo một chuyên gia về cảm biến sinh học tại Đại học Binghamton (Mỹ), dụng cụ nói trên có tiềm năng được ứng dụng trong phân tích thực phẩm theo xu hướng phát triển các phương pháp không đắt tiền nhằm phát hiện dư lượng TBVTV, đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Hơn nữa, vì các hợp chất phốtphat hữu cơ là các chất độc thần kinh nên phương pháp trên cũng có thể được sử dụng trong quốc phòng.

Các nhà nghiên cứu đang tìm cách phát triển dụng cụ ở dạng cầm tay gọn nhẹ hơn, chẳng hạn các que thử với chỉ số điện hóa đơn giản, tương tự như dụng cụ đo đường huyết.


HS
Theo Chemical & Engineering News, 12/2015

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,