El nuevo sistema de detección de fluorescencia de relación de modo dual permite la detección rápida in situ de residuos de carbarilo

Un equipo de investigadores dirigido por el Prof. Jiang Changlong del Instituto de Física del Estado Sólido (ISSP), Institutos de Ciencias Físicas de Hefei de la Academia de Ciencias de China, ha desarrollado un nuevo sistema de detección para detectar residuos de carbarilo. Los resultados de la investigación han sido publicados en ACS Química e Ingeniería Sostenible.

Carbaryl es un insecticida ampliamente utilizado que puede ingresar fácilmente al cuerpo a través de la inhalación respiratoria y el contacto dérmico, lo que genera graves riesgos para la salud, incluida la carcinogenicidad y anomalías reproductivas. Por lo tanto, es crucial detectar residuos de carbaril en muestras ambientales y de alimentos. Sin embargo, las técnicas de detección existentes, como la espectroscopia Raman de superficie mejorada y el análisis electroquímico, consumen mucho tiempo y requieren un preprocesamiento complejo, lo que las hace poco prácticas para las pruebas de campo.

Para abordar este problema, los investigadores de HFIPS desarrollaron una sonda fluorescente radiométrica de modo dual basada en una combinación de puntos cuánticos de silicio (Si QD), nanopartículas de oro (AuNP) y puntos cuánticos de telururo de cadmio (CdTe QD). Este centro de detección fue capaz de detección visual cuantitativa de carbaryl con alta sensibilidad y retroalimentación inmediata. Tras la adición de carbaryl, la dispersión de AuNP cambió, lo que resultó en un cambio de color de la solución que podía observarse a simple vista.

Además, la intensidad de emisión de fluorescencia de los QD de Si aumentó mientras que la de los QD de CdTe disminuyó debido al efecto de transferencia de energía de resonancia de fluorescencia (FRET). El sistema de detección mostró una señal de respuesta dual que realizó una transición de color de fluorescencia significativa de rojo a azul bajo la luz ultravioleta. El límite de detección (LOD) era tan bajo como 16,3 nM, que estaba muy por debajo del estándar máximo de residuos.

Luego, los investigadores diseñaron una plataforma de detección inteligente portátil que utiliza tecnología de impresión 3D y reconocimiento de color, que podría aplicar con éxito el sistema de detección para detectar carbarilo en muestras reales con buena selectividad y capacidad antiinterferente.

Este estudio no solo proporcionó una estrategia de detección avanzada para la sensibilidad y la detección rápida de carbarilo en el campo, sino que también ofreció nuevos conocimientos sobre el análisis cuantitativo de otros analitos traza.

En general, el nuevo sistema de detección tiene el potencial de contribuir significativamente al monitoreo de contaminantes ambientales y la seguridad agroalimentaria.