Nhận dạng nhanh một số độc tố bằng phổ Raman trong nông sản xuất khẩu của Việt Nam

admin

17:44, 14/02/2023

Với mục tiêu phát triển phương pháp nhận dạng nhanh giúp phát hiện các độc tố trong nông sản với chi phí thấp là rất quan trọng, TS. Nguyễn Thành Dương và nhóm nghiên cứu Viện Hóa học đã tiến hành đề tài: “Phát triển phương pháp nhận dạng nhanh một số độc tố bằng phổ Raman trong nông sản xuất khẩu của Việt Nam”, mã số: TĐNDTP.04/19-21. Đề tài được xếp loại Xuất sắc.

Thực tế việc xác định dư lượng (lượng vết) các hóa chất độc hại còn tồn dư trong các sản phẩm từ nông nghiệp và thực phẩm là vô cùng khó khăn. Mặc dù có một số phương pháp được sử dụng có tính chính xác cao để xác định dư lượng các chất độc hại nhưng những phương pháp này thường đắt tiền, tốn nhiều thời gian đồng thời đòi hỏi người sử dụng cần có chuyên môn cao và máy móc thiết bị phức tạp do vậy nó khó có thể trở thành phương pháp phổ biến giúp xác định nhanh dư lượng độc tố trong nông sản xuất khẩu của nước ta. Trong khoảng chục năm trở lại đây, quang phổ Raman đang dần trở thành ứng viên sáng giá cho việc nhận biết các phân tử hữu cơ do cho ra kết quả nhanh, chi phí thấp và có khả năng bảo toàn mẫu thử. Tuy nhiên, hạn chế của quang phổ Raman vẫn là độ nhậy của phương pháp.

Để khắc phục vấn đề này, phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) được đưa ra và phát triển để phát hiện vết (với hàm lượng nằm trong vùng từ phần triệu đến phần tỷ (ppm-ppb)) của nhiều chất (đặc biệt là các chất hữu cơ) trên các nền chất khác nhau. Việc phát triển các đế SERS có độ nhậy cao, ứng dụng phổ Raman tăng cường bề mặt để xác định các độc tố trong nông sản xuất khẩu là một việc rất cần thiết, đem lại lợi ích to lớn lâu dài.

Hình 1. Quy trình chế tạo đế Raman tăng cường bề mặt từ cánh ve và ứng dụng trong xác định quang phổ Raman

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã bước đầu xây dựng dữ liệu phổ của 23 hợp chất trong đó có 10 hoá chất bảo vệ thực vật, 06 hợp chất kích thích tăng trưởng, 02 hợp chất ức chế sinh trưởng, 05 hợp chất nấm mốc bằng quang phổ Raman. Đây là những hợp chất tiêu biểu, làm tiền để để mở rộng cơ sở cơ sở dữ liệu cho việc phân tích các hợp chất khác trong nông sản xuất khẩu trong tương lai.

Đề tài cũng đã thành công trong việc chế tạo đế SERS từ cánh ve có phủ nano bạc và đế PDMS/Ag-AgNPs mô phỏng cấu trúc cánh hoa hồng với quy trình ổn định, rẻ tiền những vẫn mang lại hiệu quả mong muốn. Khả năng tăng cường tín hiệu của đế SERS lên tới 4,7 x 107. Từ đó, các đế SERS này được sử dụng để phát hiện các hợp chất bảo vệ thực vật, hợp chất kích thích tăng trưởng và hợp chất ức chế sinh trưởng cũng như nấm mốc trên mẫu chuẩn và trên nông sản Việt Nam như phân tích permethrin, paraquat trong dưa hấu, difenoconazole trong khoai tây, imidacloprid, acephat và carbaryl trong xoài. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã thành công trong việc phân tích đồng thời cả ba chất imidacloprid, acephat và carbaryl trong xoài. Kết quả góp phần quan trọng để nhân rộng quy mô áp dụng phương pháp SERS để phát hiện đồng thời nhiều độc tố trong nông sản xuất khẩu của Việt Nam trong thời gian tới.

Hình 2: Quy trình chế tạo đế Raman tăng cường bề mặt từ cánh hoa hồng và ứng dụng trong xác định quang phổ Raman

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy có thể phát triển thư viện quang phổ Raman của các hợp chất, độc tố trong nông sản để ứng dụng quang phổ Raman phát hiện nhanh những hợp chất này trong nông sản ở nước ta. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu của đề tài cũng kiến nghị phát triển mô hình quang phổ Raman cầm tay để triển khai ứng dụng rộng rãi phương pháp này trong thời gian tới.