PRACA POGLĄDOWA
Nanocząstki złota jako detektory pestycydów w żywności i wodzie pitnej
1
Zakład Biologii Molekularnej i Badań Translacyjnych, Instytut Medycyny Wsi im. Witolda Chodźki w Lublinie
Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. L. Kapka-Skrzypczak
2
Katedra Biologii Medycznej i Badań Translacyjnych, Wydział Medyczny, Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie
Kierownik Katedry: dr hab. n. med. L. Kapka-Skrzypczak
3
Centrum Radiobiologii i Dozymetrii Biologicznej, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie
Kierownik Centrum: prof. dr hab. M. Kruszewski
Autor do korespondencji
Lucyna Kapka-Skrzypczak
Zakład Biologii Molekularnej i Badań Translacyjnych, Instytut Medycyny Wsi im. Witolda Chodźki w Lublinie ul. Jaczewskiego 2, 20-090 Lublin Tel. 81 718 45 8
Zakład Biologii Molekularnej i Badań Translacyjnych, Instytut Medycyny Wsi im. Witolda Chodźki w Lublinie ul. Jaczewskiego 2, 20-090 Lublin Tel. 81 718 45 8
Med Srod. 2016;19(2):41-47
SŁOWA KLUCZOWE
STRESZCZENIE
Ze względu na wysoką toksyczność i szkodliwe działanie pestycydów na zdrowie człowieka, konieczny jest stały monitoring obecności ich pozostałości w żywności i wodzie pitnej. Obecnie standardem w oznaczaniu pestycydów jest analiza instrumentalna, a przede wszystkim techniki takie jak chromatografia i spektrometria mas. Są to jednak metody drogie, wymagające użycia specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego i przeszkolonego personelu. Ponadto niezbędne jest odpowiednie przygotowanie próbki, co znacząco wydłuża czas pomiarów. Od kilku lat na popularności zyskują detektory oparte na nanocząstkach złota metalicznego (AuNPs), które umożliwiają znacznie szybsze i mniej kosztowne oznaczenia. W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania AuNPs w detekcji pestycydów. Opisano także metody oznaczania odpowiedzi w detektorach AuNPs, poczynając od bezpośredniej detekcji kolorymetrycznej i fluorescencyjnej, przez metody enzymatyczne i immunologiczne, kończąc na spektroskopii ramanowskiej i technikach elektrochemicznych.
Due to the high toxicity and harmful effects of pesticides on human health, it is necessary to constantly monitor their presence in food and drinking water. The current standard in the determination of pesticides is instrumental analysis, such as chromatography and mass spectrometry. These techniques are expensive, laborious and require use of specialized laboratory equipment and trained personnel. Furthermore, appropriate sample preparation is needed, which significantly increases the overall measurement time. Thus, pesticide detectors based on other principle have become popular over the past few years, especially metallic gold nanoparticles (AuNPs). AuNPs based detectors are faster and less expensive than traditional methods. In this review we describe a potential use of AuNPs in the detection of pesticides. Additionally, methods for
quantitation of the detector response are illustrated, starting with a direct colorimetric and fluorescence detection, through enzymatic and immunological methods, to Raman spectroscopy and electrochemical techniques.
REFERENCJE (27)
1.
Sadowska-Rociek A., Cieślik E.: Podstawy prawne dotyczące pozostałości pestycydów w żywności w Polsce – stan obecny. Bromatol Chem Toksykol 2009; 13: 104-110.
2.
Wierzejska R.: Bezpieczeństwo żywności w Polsce w okresie członkowska w Unii Europejskiej. Przem Spoż 2015; 69: 2- 6.
3.
Cserhati T., Szogyi M.: Chromatographic Determination of Pesticides in Foods and Food Products. J Nutr Food Sci 2012; 2: 126.
4.
Stachniuk A., Fornal E.: Liquid Chromatography-Mass Spectrometry in the Analysis of Pesticide Residues in Food. Food Anal Methods 2015; 1-12.
5.
Wang C., Yu C.: Detection of chemical pollutants in water using gold nanoparticles as sensors: a review. Rev Anal Chem 2013; 32: 1-14.
6.
Barman G., Maiti S., Laha J.K.: Trichloroacetic acid assisted synthesis of gold nanoparticles and its application in detection and estimation of pesticide. J Anal Sci Technol 2013; 4: 3.
7.
Lisha K.P., Pradeep T.: Enhanced visual detection of pesticides using gold nanoparticles. J Environ Sci Health B 2009; 44: 697-705.
8.
Kiran K.: Detection of chlorpyrifos in various water samples using gold nanoparticles. Int J Res Eng Technol 2013; 2: 218-221.
9.
Giannoulis K.M., Giokas D.L., Tsogas G.Z. i wsp.: Ligandfree gold nanoparticles as colorimetric probes for the nondestructive determination of total dithiocarbamate pesticides after solid phase extraction. Talanta 2014; 119: 276-283.
10.
Wang M., Gu X., Zhang G. i wsp.: Continuous Colorimetric Assay for Acetylcholinesterase and Inhibitor Screening with Gold Nanoparticles. Langmuir 2009; 25: 2504–2507.
11.
Li H., Guo J., Ping H. i wsp.: Visual detection of organophosphorus pesticides represented by mathamidophos using Au nanoparticles as colorimetric probe. Talanta 2011; 87: 93-99.
12.
Sun J., Guo L., Bao Y. i wsp.: A simple, label-free AuNPs-based colorimetric ultrasensitive detection of nerve agents and highly toxic organophosphate pesticide. Biosens Bioelectron 2011; 28: 152-157.
13.
Liu D., Chen W., Wei J. i wsp.: A highly sensitive, dual-readout assay based on gold nanoparticles for organophosphorus and carbamate pesticides. Anal Chem 2012; 84: 4185-4191.
14.
Zhang N., Si Y., Sun Z. i wsp.: Lab-on-a-drop: biocompatible fluorescent nanoprobes of gold nanoclusters for label-free evaluation of phosphorylation-induced inhibition of acetylcholinesterase activity towards the ultrasensitive detection of pesticide residues. Analyst 2014; 139: 4620-4628.
15.
Lisa M., Chouhan R.S., Vinayaka A.C. i wsp.: Gold nanoparticles based dipstick immunoassay for the rapid detection of dichlorodiphenyltrichloroethane: An organochlorine pesticide. Biosens Bioelectron 2009; 25: 224-227.
16.
Kaur J., Singh K.V., Boro R. i wsp.: Immunochromatographic dipstick assay format using gold nanoparticles labeled protein- hapten conjugate for the detection of atrazine. Environ Sci Technol 2007; 41: 5028-5036.
17.
Shim W.B., Yang Z.Y., Kim J.Y. i wsp.: Immunochromatography using colloidal gold-antibody probe for the detection of atrazine in water samples. J Agric Food Chem 2006; 54: 9728-9734.
18.
Zhu J., Chen W., Lu Y. i wsp.: Development of an immunochromatographic assay for the rapid detection of bromoxynil in water. Environ Pollut 2008; 156: 136-142.
19.
Bai W., Zhu C., Liu J. i wsp.: Gold nanoparticle–based colorimetric aptasensor for rapid detection of six organophosphorous pesticides. Environ Toxicol Chem 2015; 34: 2244– 2249.
20.
Chen Z., Yongyi L., Yankun P. i wsp.: Detection of chlorpyrifos in apples using gold nanopartciles based on surface enhanced Raman spectroscopy. Int J Agric Biol Eng 2015; 8: 113-120.
21.
Liu B., Zhou P., Liu X. i wsp.: Detection of pesticides in fruits by surface-enhanced Raman spectroscopy coupled with gold nanostructures. Food Bioprocess Technol 2013; 6: 710-718.
22.
Kim A., Barcelo S.J., Li Z.: SERS-based pesticide detection by using nanofinger sensors. Nanotechnology 2015; 26: 015502.
23.
Yang Y., Asiri A.M., Du D. i wsp. Acetylcholinesterase biosensor based on a gold nanoparticle-polypyrrole-reduced graphene oxide nanocomposite modified electrode for the amperometric detection of organophosphorus pesticides. Analyst 2014; 139: 3055-3060.
24.
Wang Y., Zhang S., Du D. i wsp.: Self assembly of acetylcholinesterase on a gold nanoparticles–graphene nanosheet hybrid for organophosphate pesticide detection using polyelectrolyte as a linker. J Mater Chem 2011; 21: 5319-5325.
25.
Anandhakumar S., Dhanalakshmi K., Mathiyarasu J.: Nonenzymatic organophosphorus pesticide detection using gold atomic cluster modified electrode. Electrochem Commun 2014, 38: 15-18.
26.
Rozporządzenie (WE) nr 396/2005 Parlamentu europejskiego i Rady z dnia 23 lute-go 2005 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów w żywności i paszy pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz na ich powierzchni, zmieniające dyrektywę Rady 91/414/EWG.
27.
Dyrektywa Komisji (UE) 2015/1787 z dnia 6 października 2015r. zmieniająca załączniki II oraz III do dyrektywy Rady 98/83/WE w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.
| eISSN: | 2084-6312 |
| ISSN: | 1505-7054 |
Przetwarzamy dane osobowe zbierane podczas odwiedzania serwisu. Realizacja funkcji pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu odbywa się poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje oraz zapisywanie w urządzeniach końcowych plików cookies (tzw. ciasteczka). Dane, w tym pliki cookies, wykorzystywane są w celu realizacji usług, zapewnienia wygodnego korzystania ze strony oraz w celu monitorowania ruchu zgodnie z Polityką prywatności. Dane są także zbierane i przetwarzane przez narzędzie Google Analytics (więcej).
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
