Los plaguicidas y los herbicidas son fundamentales para garantizar la seguridad alimentaria en todo el mundo, pero estas sustancias pueden representar un riesgo para la salud de las personas que las ingieren sin que sean conscientes. Por lo tanto, proteger la salud humana exige métodos analíticos sensibles que permitan identificar incluso los niveles mínimos de sustancias potencialmente nocivas. En la actualidad, un grupo de investigadores que publican en la revista Nano Letters de ACS ha desarrollado un método de creación de imágenes de alta tecnología para detectar la contaminación por pesticidas en niveles inferiores, y su aplicación en la fruta revela que las prácticas actuales de seguridad alimentaria podrían ser insuficientes.
El método analítico llamado “espectroscopia Raman mejorada en superficie” (SERS, por sus siglas en inglés) está ganando popularidad como método no destructivo para detectar sustancias químicas procedentes de la producción de la agricultura moderna. La técnica SERS utiliza nanopartículas metálicas o nanoláminas para amplificar las señales creadas por las moléculas cuando se exponen a un haz de láser Raman. Los patrones creados por la luz dispersada realzada con el metal sirven como firmas moleculares y pueden utilizarse para identificar pequeñas cantidades de compuestos específicos. En su intento de mejorar la sensibilidad de SERS para la detección de pesticidas, Dongdong Ye, Ke Zheng, Shaobo Han y otros colegas diseñaron una membrana recubierta de metal para colocar sobre los productos agrícolas. También querían desarrollar el material de manera que fuera lo suficientemente versátil como para adaptarse a una serie de otras aplicaciones.
Este grupo de investigadores comenzó con una película de hidrogel de celulosa, que extendieron para formar arrugas a nanoescala alineadas a lo largo de su superficie. A continuación, sumergieron la película en una solución de nitrato de plata para recubrir las ranuras con nanopartículas de plata potenciadoras de SERS. La membrana resultante era muy flexible y prácticamente transparente con luz visible, características fundamentales para la detección de señales de SERS.
En las pruebas de la membrana incrustada en plata para aplicaciones de seguridad alimentaria, los investigadores pulverizaron los pesticidas tiram y carbendazim, de forma individual o conjunta, en manzanas, secaron al aire las frutas y luego las lavaron para imitar las prácticas cotidianas. Cuando colocaron la membrana sobre las manzanas, la técnica SERS detectó pesticidas en las manzanas, a pesar de las bajas concentraciones de las sustancias químicas presentes. El equipo también pudo resolver claramente firmas de luz dispersa para cada pesticida en manzanas rociadas con tiram y carbendazim, así como detectar contaminación por pesticidas a través de la cáscara de la fruta y en la capa más externa de la pulpa.
Estos resultados indican que el lavado por sí solo podría ser insuficiente para evitar la ingestión de pesticidas y que sería necesario pelar la fruta para eliminar la posible contaminación en la cáscara y la pulpa externa, según afirman los investigadores. Además de las manzanas, también utilizaron el sistema de membrana de SERS para detectar pesticidas en pepinos, gambas, chile en polvo y arroz.
Los autores agradecen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
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