شناسایی عنصر کُشنده آرسنیک در آب با استفاده از نانوساختارها
آنا/ گروهی از محققان فرانسوی سطوح نقرهای حساسی با نانوساختارهایی ایجاد کردهاند که میتوانند آرسنیک را حتی در غلظتهای بسیار پایین تشخیص دهند. آرسنیک، یک عنصر فراوان و کشنده در پوسته زمین است. این عنصر مسئول آلودگی آبهای زیرزمینی در بیش از ۱۰۰ کشور از جمله ایالات متحده، هند، چین و مکزیک است و میتواند باعث ایجاد بیماریهای تهدید کننده زندگی، به ویژه برای جمعیت کشورهای در حال توسعه شود چرا که آرسنیک بدون مزه یا بو است و افراد بدون اینکه متوجه شوند در معرض آن قرار میگیرند.
**چگونه میتوان آرسنیک را تشخیص داد؟
یافتههای جدید ممکن است به توسعه روش قابل اعتماد و کارآمد برای تشخیص آرسنیک در خاک، غذا و آب کمک کند. این حسگرها از طیفسنجی رامان (SERS) تقویتشده سطحی استفاده میکنند. همانطور که یک مولکول حاوی آرسنیک به سطح میچسبد، با لیزر نیز برخورد میکند و نور لیزر را پراکنده میکند و اثری قابل تشخیص بر جای میگذارد.
«دومینیک ووگنر»، یکی از محققان این تحقیق در بیانیهای مطبوعاتی گفت: «آرسنیک به اشکال مختلف در آب وجود دارد، بنابراین مهم است که بتوان این گونه را علاوه بر محتوای جهانی، کمیت کرد».
با استفاده از SERS، میتوان آلایندهها را حتی در کمترین غلظت شناسایی و گونهسازی کرد. طبق توصیههای سازمان بهداشت جهانی آرسنیک نباید از ۱۰ قسمت در میلیارد (ppb) تجاوز کند. این گروه تحقیقاتی عملکرد دو بستر SERS را از نظر گونه زایی و تشخیص ارزیابی کردند. یکی از آنها توسط تبخیر حرارتی معمولی ایجاد شد که شامل حرارت دادن مواد تا نقطه تبخیر است. دیگری با استفاده از تکنیک الکترولس ایجاد شد که شامل رسوب یک پوشش روی یک ماده با غوطه ور کردن آن و تحریک یک واکنش شیمیایی است.
به گفته ووگنر «روش دوم به طور قابل توجهی حساستر و نسبتاً ساده و امن است. این روش با روشهای مرجع، گران قیمت و زمان بری که در حال حاضر برای ردیابی گونه زایی آرسنیک استفاده میشود، متفاوت است. علاوه بر این، تکنیکهای سنتی برای آزمایش میدانی در محل مناسب نیستند، زیرا آنها نیاز به پیشدرمان نمونه در آزمایشگاه دارند. تکنیک ما برای توسعه این بستر SERS، ساخت آن را ساده میکند، زیرا فیلمهای الکترولس را میتوان به راحتی روی بسترهای مختلف رسوب داد. به علاوه، ترکیبات اولیه دارای سمیت زیست محیطی پایینی هستند که برای اندازه گیریهای تشخیص در آب طبیعی و همچنین آب آشامیدنی مفید است.»
وی در ادامه تاکید کرد که «تکنیک جدید از یک بستر جامد برای تسهیل بازجویی نوری استفاده میکند. از آنجایی که سیستمهای تشخیص نوری نویز کمتری دارند، بسیار حساستر از سیستمهای الکترونیکی هستند. در عین حال، آنها نسبت به میدانهای الکترومغناطیسی انگلی حساسیت کمتری دارند. همچنین، تکنیک SERS امکان اندازه گیری مستقیم خصوصیات فیزیکی و شیمیایی را فراهم میکند، در حالی که سیستمهای الکترونیکی و برخی دیگر از سیستمهای نوری غیرمستقیم هستند.»
