La néréistoxine adsorbée sur la surface de l'électrode Au favorise le transfert d'électrons entre les anions ferricyanure sous une force ionique inhabituellement faible. Crédit :Image réimprimée avec la permission de Shimada, H.; Noguchi, S.; Yamamoto, M. ; Nishiyama, K.; Kitamura, Y. &Ihara, T., Détection électrochimique d'agents neurotoxiques en fonction de leur effet de promotion du transfert d'électrons sur une électrode Au, Chimie analytique, Société chimique américaine (ACS), 2017, 89, 5742-5747. DOI :10.1021/acs.analchem.6b04229. Copyright 2017 Société chimique américaine.
La contamination chimique par les pesticides est un problème sérieux. Les méthodes de détection peuvent être compliquées, difficile à mettre en œuvre et coûteux. Cependant, des chercheurs au Japon ont découvert une méthode pour réduire les coûts et simplifier le processus de détection d'une neurotoxine présente dans plusieurs pesticides appelée Nereistoxin. On espère que la méthode apportera des techniques de détection améliorées.
Il existe une quantité limitée de données sur les impacts sanitaires mondiaux des pesticides, mais de nombreuses blessures et décès dans le monde peuvent être attribués à leur mauvaise utilisation. La contamination par les pesticides des sources de nourriture et d'eau est un problème très grave, notamment dans les pays du tiers monde. La détection de ces produits chimiques dans le corps à l'aide de méthodes simples et bon marché est une priorité élevée.
Des méthodes relativement simples d'analyse de composés chimiques liposolubles sont déjà connues. Pesticides hydrosolubles, d'autre part, sont un peu plus compliqués. Ils nécessitent souvent des prétraitements gênants tels que l'extraction et la dérivatisation avant l'analyse instrumentale telle que la chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GC/MS) et la chromatographie liquide/spectrométrie de masse (LC/MS), c'est pourquoi des chercheurs de l'université de Kumamoto, Université de Konan, et la police préfectorale de Nagasaki au Japon a commencé à examiner des méthodes plus simples de détection des toxines. Ils se sont concentrés sur la Néréistoxine (NRT), une neurotoxine naturelle présente dans plusieurs pesticides. L'analyse typique pour NRT nécessite l'utilisation de détecteurs de haute performance.
Les chercheurs ont montré que les NRT adsorbés à la surface d'une électrode en or (via une liaison Au-S) produisaient une réponse électrochimique facilement distinguable qui, en présence d'un anion marqueur ferricyanure (0,5 millimolaire (mM)), était plus sensible qu'une électrode en or non traitée. Une condition critique pour cette technique électrochimique est une concentration d'électrolyte anormalement basse (1,0 mM KCl). Sous ces faibles concentrations, l'électrode nue mesurait un courant proche de zéro microampères, alors qu'une électrode avec une couche de surface NRT a considérablement accéléré la réponse électrique. La couche NRT a largement compensé le handicap lié aux faibles niveaux de KCl. Cette recherche est précieuse non seulement pour son utilité en tant que capteur simple et pratique, mais aussi pour apporter un nouveau principe de physico-chimie aux capteurs.
Après avoir confirmé la faisabilité de la méthode sur d'autres pesticides neurotoxiques liés aux TRN (Cartap, Thiocyclame, et Bensultap), les chercheurs ont évalué sa capacité à détecter les neurotoxines dans le sérum humain. "Nous avons d'abord trouvé un courant non identifié lorsque nous avons testé le sérum de contrôle, mais il a été rapidement éliminé après lavage de l'électrode à la soude, " a déclaré le professeur Toshihiro Ihara, chef de projet de recherche. "Heureusement, c'était le seul traitement requis pour la détection de 1 à 25 microgrammes de NRT par millilitre de sérum humain, qui est la sensibilité requise pour détecter l'empoisonnement aux NRT par les pesticides et d'autres sources. D'autres techniques sont plus compliquées, prendre plus de temps, ou utiliser des matériaux beaucoup plus compliqués. Nous espérons que notre technique ouvrira les portes à d'autres méthodes de détection simples et bon marché."
Cette recherche peut être trouvée dans le journal en ligne de l'American Chemical Society Chimie analytique .