而化学害虫防治的一般做法可以追溯到几千年前,苏美尔人是已知的使用硫化合物来驱赶昆虫和螨虫的作物[1]——现代的工业生产农药被认为源于1950年代印度[2]。这些技术等级杀虫剂的发展已经使农民能够大大减少作物损失,增加粮食产量。
尽管有这些优势,重要的是要认识到设计农药是有毒的,所以当我们利用这些化学杀虫剂,同样重要的是,我们有足够的技术,通过它监视他们的存在在我们的生产和在我们的农田。
目前,chromatography-based方法,如气相色谱法与多个探测器,或与荧光高效液相色谱法,是最常用的农药残留农药筛选方法[3]。这些方法通常是高度选择性和敏感,因此能够检测农药残留甚至在低浓度。然而,这些技术往往耗时,需要多步样品预处理和知识渊博的员工的服务都可以操作机器。为了解决这些弊端,一些研究人员开始调查替代农药筛选技术的应用。
检测有机磷残留有害
的一个最广泛使用的有机磷类杀虫剂。这些农药被不可逆转地破坏酶的功能核心昆虫神经系统,证明致命常见害虫[4]。进一步研究表明有机磷农药残留的农产品或水会导致健康不良事件在人类的野生动物[5],[6]。有机磷中毒的医疗管理非常困难[6],所以重要的是高度敏感的检测方法开发对环境样品中有机磷农药残留的检测。
理查德·布鲁斯是男人被有机磷中毒,严重影响工作作为一个农场经理很多年前。他现在花时间提高意识的危险,可以提出的有机磷农药暴露,和多么困难可以寻求医疗后的事实。
“我被一个非法的有机磷中毒1992年,但无论是我还是我的GPs了解中毒,”他回忆说。“如果没有其他农药意识组织的建议,我毫不怀疑,我今天不会在这里。”
“我接受静脉点滴数周,其次是精心挑选的膳食和酶补充剂减缓我的健康恶化。”
布鲁斯认为,由于包装混乱,许多农民实际上可能不知道,他们正在与有机磷杀虫剂,所以可能无意中把自己置于危险的农业实践。农药残留检测的发展,尤其是在检测有机磷农药残留的存在,可以帮助保护农民的健康,和下游制造商和消费者,因为他们接触到农场设备和生产。
最近发表的一个研究小组在北京中国农业科学院,中国,报道一个重要进步发展的一个简单的双模态传感器的检测有机磷残留[7]。传感器的工作原理是利用金纳米粒子的独特光学性质(AuNPs)在分散和聚合,以及这些属性可能变化的反应如何直接环境的变化。
AuNP-based比色和荧光检测这种类型的已广泛用于化学和生物传感[8]这些方法通常是非常快和容易执行,同时仍然准确和高度敏感。尽管如此,AuNP-based方法通常被认为是不适合有机磷的研究。作为他们的报告作者解释,这是因为许多最常见的有机磷农药也含有硫;强Au-S债券可以静电干扰正常AuNP聚合,导致使用这些检测方法的特异性。
在这项新研究中,研究者描述了这种方法的一个变体这将允许更好地学习使用罗丹明的有机磷B-modified金纳米粒子(RB-AuNPs)受限与三磷酸腺苷(ATP)粒子表面。这些改性纳米粒子的有效性作为比色和荧光传感器测试使用的自来水样本混合含有不同程度的常见有机磷农药,ethoprophos。
比色和荧光成像表明,改性纳米粒子成功能够发现的含硫ethoprophos浓度为37.0 nM(检出限= 3σ/ k)。简单的试验也证明了可靠性强,灵敏度,选择性,并给予其性能与这些飙升样本,人们认为,它还可以检测农药残留的水样本。也相信的简便的纳米颗粒制备和检测过程可以使未来的现场快速检测有机磷残留。
考虑分析
渴望攷虑或现场农药筛选是一种常见的主题在新发展的努力。另一个最近出版领域[9]从意大利团队degli某di佛罗伦萨,意大利,支持欧洲实验室的研究人员对于非线性光谱学,意大利,和圣彼得堡电工大学俄罗斯报道积极的结果使用便携式拉曼光谱作为一种攷虑橄榄叶的农药残留检测方法。
农药乐果(DMT)是一种通常用于果树的有机磷杀虫剂,包括橄榄树[10]。乐果是高度水溶性[11],因此它通常被认为是安全的使用的农药残留在正常情况下应该被移除的石油开采过程。不过,DMT水平的检测和决心(以及水平的氧化乐果,DMT降解随时间)是很重要的,作为生产DMT仍然需要农药免费接受治疗,适合人类食用。一个简单、敏感、便携式筛查方法将是一个理想的答案需要提出的橄榄和橄榄油生产行业。
“表面增强拉曼光谱、爵士是一种新型的实验方法研究基于激光和物质的纳米技术具有较高的敏感性和特异性,”教授Giulietta Smulevich解释说,这项新研究的作者之一。“最近,SERS-based光谱学的发展导致了其进一步的应用分析设置和检测农药的蔬菜。”
先前的研究已经表明,爵士可以有效地检测水溶液中DMT的存在和在固体基质[12]。在这个新的工作[9],研究小组报道一些新结论相关的使用ser专门针对DMT的检测与橄榄农业相关产业。
集团执行ser分析DMT-treated橄榄叶底物使用便携式microRaman设置。从10 DMT使用的浓度不同−2到10−5M以模拟的理论测试橄榄叶有时与标准治疗后10−2-10年−3M DMT农药解决方案。一个未经处理的叶被用作控制。
灵敏度和良好的信噪比是保留在10−4-10年−2M DMT浓度范围,表明这种便携式ser装置可以有效地检测DMT初始DMT 1 - 2个月后治疗。然而,这项研究的作者做注意,这个时间会受到当地气候和天气的影响,以及任何特别强变化的害虫的活动区域。即便如此,得出的结论是,这种方法可能是有益的,至少作为一个事先测试叶样品。
“我们已经表明,它确实是可以检测,爵士,DMT的存在——一个农药常用的控制橄榄苍蝇——橄榄叶,“Smulevich继续说。“允许攷虑分析方法,使检测乐果水平低于10 - 100倍橄榄植物的常用治疗。”
“此外,它不需要冗长而乏味的样品制备。这种方法可以保护非常有益的最终消费者,尤其是在有机产品的情况下。”
这两项研究在一起只代表一小部分的工作,目前正在做改善农药筛选技术,可用于农业产业。可是都已经显示承诺来改进当前的可访问性农药筛选。
引用
[1]国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)。农药使用https://agrochemicals.iupac.org/index.php?的历史选择= com_sobi2&sobi2Task = sobi2Details&catid = 3 &sobi2id = 31(2019年4月访问)。
[2]兹,m . w .;森古普塔,d;Chowdhury, a .影响农药在农业:使用他们的好处和危害。Interdiscip。Toxicol。2009年,2 (1),1 - 12。https://doi.org/10.2478/v10102 - 009 - 0001 - 7。
普林斯顿大学[3]。食品中农药残留:https://www.princeton.edu/技术检测、第六章~ ota / disk2/1988/8830/883008.PDF(2019年4月访问)。
[4]美国卫生和人类服务部;疾病控制和预防中心。常见问题:有机磷https://www.cdc.gov/nceh/clusters/Fallon/organophosfaq.htm(2019年4月访问)。
[5]Battaglin w;仙童,j .潜在毒性的杀虫剂以中西部河流水生生物。水科学。抛光工艺。2002年,45 (9),95 - 102。
[6]·爱德斯顿,m;巴克利:a;注视者,p;道森,a . h .急性有机磷农药中毒的管理。《柳叶刀》2008、371 (9612),597 - 607。https: / / doi.org/10.1016/s0140 - 6736 (07) 61202 - 1。
[7],x;崔,h;曾,z .一个简单的比色和荧光传感器检测有机磷农药基于腺苷Triphosphate-Modified金纳米粒子。传感器(巴塞尔)。2018年,18 (12)。https://doi.org/10.3390/s18124302。
[8]萨哈,k;Agasti s s;金,c;李,x;Rotello, v . m .金纳米粒子在化学和生物传感。化学。2012年启,112 (5),2739 - 2779。https://doi.org/10.1021/cr2001178。
l .[9]的假期;里奇,m;Gellini c;范,a;Smulevich g;Becucci, m .攷虑的表面增强拉曼光谱检测的农药:测试在乐果残留水和橄榄叶。分子2019年24 (2),https://doi.org/10.3390/molecules24020292。
[10]联合国粮食及农业组织。食品中农药残留:1984评估http://www.inchem.org/documents/jmpr/jmpmono/v84pr19.htm(2019年4月访问)。
赫特福德郡大学[11]。属性数据库:农药乐果https://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/244。htm(2019年4月访问)。
[12]Guerrini l;Sanchez-Cortes,美国;克鲁兹,v . l .;马丁内斯,美国;Ristori,美国;范,a表面增强拉曼光谱的乐果和氧化乐果。j·拉曼Spectrosc。2011年,42 (5),980 - 985。https://doi.org/10.1002/jrs.2823。
