SERS detection of pesticides using screen-printed electrodes

Význam tématu

Ramanova spektrometrie nabízí detailní molekulární informace, ale její nízká citlivost omezuje přímou detekci stopových látek. Elektrochemická SERS (EC-SERS) založená na zlatých screen-printed elektrodách (SPE) vytváří aktivní nanostruktury, které výrazně zesilují Ramanův signál a umožňují spolehlivou detekci pesticidů v ultranízkých koncentracích.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo navrhnout jednoduchou a přenosnou EC-SERS platformu pro detekci thiramu a imidaclopridu s minimálními požadavky na přípravu vzorku. Studie kombinuje předkoncentrační krok s elektrochemickou aktivací zlata na SPE a následnou Ramanovu analýzu.

Použitá metodika

Příprava vzorku zahrnovala nanesení 60 µl vzorku na SPE s následným zahřátím na 34 °C po dobu 15 minut, čímž se snížil objem na 25 µl a zvýšila koncentrace HCl z 0,1 na 0,24 mol/l. Potenciálové skenování od +0,70 do +1,40 V a zpět na −0,20 V (0,05 V/s) iniciovalo tvorbu zlatých nanočástic. Měření Ramanovým laserem 785 nm bylo prováděno kontinuálně, přičemž byly vybrány nejsilnější spektroskopické záznamy.

Použitá instrumentace

• SPELEC RAMAN přístroj s laserem 785 nm
• RAMANPROBE sonda
• RAMANCELL spektroelectrochemická cela pro SPE
• Zlaté SPE 220BT
• Připojovací kabel CAST
• Software DropView SPELEC pro synchronizaci optických a elektrochemických dat

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limita thiramu dosáhla 2,4 µg/l (zvolen Ramanův pás 1380 cm−1), resp. 12 µg/l bez pokročilé korekce. Imidacloprid byl sledován do 25 µg/l na pásu 1107 cm−1. V modelu tap water byla thiram detekovatelná na 3 a 20 µg/l, zatímco 1 µg/l zůstalo pod detekčním prahem.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje složité čisticí kroky ani drahé přístroje a umožňuje rychlou, citlivou a reprodukovatelnou detekci pesticidů pod zákonnými limity EU. Uplatní se v environmentálním monitoringu a kontrolách potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další kroky zahrnují zvýšení citlivosti, rozšíření na víceanalyzní stanovení různých pesticidů, vývoj přenosných zařízení pro on site měření a automatizaci předkoncentračního kroku.

Závěr

EC-SERS na zlatých SPE představuje efektivní a rychlou platformu pro detekci thiramu a imidaclopridu v nízkých µg/l koncentracích, s potenciálem pro rutinní využití v laboratořích i terénu.

Reference

European Commission EU Pesticides Database navštiveno 2025-06-26