Cảm biến từ giấy phát hiện độc tố thần kinh mạnh

Đăng vào 07/01/2020

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Alberta đã chế tạo được cảm biến mới từ giấy với khả năng phát hiện hai độc tố thần kinh mạnh đã được sử dụng trong chiến tranh hóa học.

Cảm biến sử dụng các chấm lượng tử dựa vào silicon để phát hiện paraoxon và parathion, hai độc tố cực mạnh làm cho cảm biến giấy chuyển sang màu vàng hoặc xanh tùy thuộc vào khối lượng độc tố hiện diện.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có thể sử dụng ứng dụng điện thoại thông minh thương mại để ước tính chính xác lượng chất độc trong mẫu, cung cấp một phương pháp phát hiện đơn giản và nhanh so với các phương pháp hiện có đòi hỏi các công cụ tốn kém và kỹ thuật viên được đào tạo bài bản.

"Paraoxon và parathion là những chất độc thần kinh đã được sử dụng làm thuốc trừ sâu", Jonathan Veinot, đồng tác giả nghiên cứu giải thích. "Phát hiện chính xác rất quan trọng vì các chất này có tác động mạnh, chúng có thể gây chết người trong vòng vài phút tùy thuộc vào mức độ phơi nhiễm và điều trị". Từ khi parathion được tạo ra vào năm 1947, hầu hết các quốc gia trên thế giới, bao gồm cả Canada và Hoa Kỳ đã ngừng sử dụng chất độc này làm thuốc trừ sâu, vì nghiên cứu cho thấy parathion cũng có liên quan đến ung thư và dị tật bẩm sinh.

Paraoxon, hợp chất tương tự được tạo ra khi parathion bị phá vỡ bởi các enzym trong cơ thể, được coi là độc hại gấp 50 lần. Chất độc này được cho là đã được sử dụng trong chiến tranh hóa học trong những năm 1970 và sau đó bởi chế độ apartheid ở Nam Phi như là một phần của chương trình vũ khí hóa học.

Để chế tạo cảm biến, nhóm nghiên cứu đã kết hợp protein huỳnh quang xanh lá cây với các chấm lượng tử dựa vào silicon có khả năng phát ra ánh sáng đỏ. Khi tiếp xúc với paraoxon hoặc parathion, hỗn hợp không còn phát ra ánh sáng đỏ, khiến cảm biến chuyển sang màu vàng hoặc xanh lục khác nhau trong điều kiện ánh sáng huỳnh quang.

"Các cảm biến có thể được sử dụng để kiểm tra các mẫu trong môi trường và phát hiện sự hiện diện của các tác nhân thần kinh", Robidillo bổ sung. "Sử dụng ứng dụng điện thoại thông minh có thể ước tính sự xuất hiện của khối lượng chất độc thần kinh; phương pháp này đáng tin cậy hơn so với đánh giá trực quan đơn giản". Ngoài ra, các cảm biến tương tự cũng được điều chỉnh để kiểm tra các độc tố khác.