L'équipe du professeur Jiang Changlong des instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences a développé et synthétisé deux nanosondes à fluorescence ratiométriques très efficaces. Les nanosondes ont été combinées à la fonction de reconnaissance des couleurs des smartphones pour réaliser une détection quantitative visuelle des pesticides dans les aliments et l'eau de l'environnement.

L'étude a été publiée dans le Chemical Engineering Journal. et ACS Chimie et ingénierie durables .

Les composés carbamates et les pesticides organophosphorés sont largement utilisés en agriculture. Leurs résidus peuvent être retrouvés dans les cultures en raison de leur lente dégradation dans la nature. Ces résidus de pesticides peuvent pénétrer dans l'organisme par respiration, absorption cutanée ou ingestion, posant un risque sérieux pour le fonctionnement des organes humains et la sécurité des consommateurs.

Actuellement, les principales méthodes analytiques de détection des résidus de pesticides présentent des limites, notamment un coût élevé, une opération complexe et une longue durée de traitement. Il est donc crucial de développer de nouvelles méthodes de détection des pesticides qui soient rapides, rentables, hautement spécifiques et sensibles.

Dans cette étude, les chercheurs ont développé une sonde de fluorescence sans enzyme utilisant des points quantiques de CdTe comme fluorescence de fond pour la détection visuelle des pesticides carbamates (CP). La sonde était basée sur le principe des réactions de Strecker induites par le 2,3-naphtalaldéhyde (NDA) et le sulfite.

Lors de l’ajout de CP, une réaction de condensation nucléophile s’est produite, entraînant la formation d’isoindole fluorescent vert. Cette réaction a provoqué un changement de couleur distinct du rouge au vert, permettant une détection visuelle rapide des carbamates. La sonde a présenté une limite basse de détection (LOD) de 18,6 nM, ce qui est inférieur à la norme nationale de résidus maximaux.

De plus, une sonde à fluorescence proportionnelle a été développée en combinant des points de carbone vert et des points quantiques de CdTe pour la détection quantitative sélective du méthyl parathion (MP). Dans des conditions alcalines, le MP a été rapidement hydrolysé pour former du p-nitrophénol (p-NP). L'interaction entre les points de carbone et le p-NP a entraîné l'extinction de la fluorescence verte grâce au renforcement des liaisons hydrogène, entraînant un changement de couleur sensible du vert au rouge. La LOD pour la détection des MP était aussi faible que 8,9 nM.

Ce travail fournit une nouvelle stratégie pour la détection des résidus de pesticides carbamates et organophosphorés, et étend l'application de matériaux luminescents chimiquement sensibles à la protection de l'environnement et à la sécurité alimentaire, selon l'équipe.

Plus d'informations : Lingling Qin et al, Une réaction de type Strecker déclenchant une plateforme de détection fluorescente pour une surveillance quantitative visuelle et sans enzyme des carbamates, Chemical Engineering Journal (2023). DOI :10.1016/j.cej.2023.142550

Lingling Qin et al, Capteur fluorescent ratiométrique basé sur une liaison hydrogène déclenchant l'effet de filtre interne pour une surveillance visuelle et sans enzyme des résidus de pesticides, ACS Sustainable Chemistry &Engineering (2023). DOI : 10.1021/acssuschemeng.3c00772

Fourni par l'Académie chinoise des sciences