地球与环境 2022-01-18 10:24

乌拉尔联邦大学(UrFU,叶卡捷琳堡)和俄罗斯科学院乌拉尔分院有机合成研究所的科学家们发明了一种用于检测食品和化妆品中硝基苯的快速传感器。除了需要超少量的材料进行分析外,该传感器还提供了前所未有的精度。它能在几分钟内检测出硝基苯的存在,这是一种危险的毒素,可以污染蜂蜜和其他受欢迎的食物。对这一发展的描述发表在《食品化学》杂志上。

硝基苯是一种极危险的化合物,具有很强的致癌和诱变作用,化学中和困难。它在化学工业中被广泛用作溶剂。控制这种物质在食品和环境中的含量是环境监测的重要组成部分。蜂蜜是最容易受到硝基苯污染的食品之一。这是由于使用杀虫剂来保护蜜蜂和蜂房免受蜱虫的侵害。

大多数测定产品中硝基苯水平的方法需要长时间的实验室工作,因此不适合快速的现场分析。乌拉尔联邦大学的科学家们解释说,便携式分析设备的发展越来越具有实际意义。

这种分析仪的灵敏度和准确性是由“识别器”的结构决定的,即所谓的受体层。通常,它由酶、通用的生物催化剂组成,这些催化剂有一些优点,但成本高,化学稳定性低。”研究小组负责人、乌尔夫大学教授艾丽莎·科兹齐纳说。

大学的专家们已经开发出一种合成受体,作为基于酶的系统的替代品,并以此为基础创造了一种便携式分析仪的原型。它的工作原理是基于使用有机化合物的二嗪类:这些物质能够选择性地与硝基苯相互作用,将硝基苯从分析样品中“拉”到电化学传感器的电极上。根据创作者的说法,这种新方法的特点是特别的灵敏度和样品制备的最低人工成本。

“与目前用于搜索硝基苯的光谱分析仪不同,电化学传感器是微型的,易于制造,需要的分析产品数量非常少。我们的识别系统和电化学传感器的原型在世界上没有直接的类似物,”乌尔夫大学的副教授Tatiana Svalova说。

使用这种新方法,研究人员能够在一些商业蜂蜜样本中检测出不安全的硝基苯量,而这些样本在现有方法的分析中被遗漏了。这种新方法的一个重要优点是,它可以在固定的实验室中实现,也可以在便携式设备中实现。科学家们确信,这种发展不仅在环境监测和食品质量控制方面是需要的,而且在工业方面也会有需求,例如在化妆品生产方面。

该研究小组计划让传感器变得普遍和广泛。与此同时,他们希望继续在这一领域进行基础研究,并开发用于处理危险化学品和药物的新分析系统。