Накопление инсектицидов в окружающей среде

Инсектициды – токсичные вещества, долго разлагающиеся в воде и почве и в больших количествах наносящие вред здоровью людей и животных. Доминируют на рынке неоникотиноиды, потому что их токсичность избирательна. Самое популярное из этих веществ – имидаклоприд.

За почти два десятилетия количество его в окружающей среде возросло, и потому его отслеживание стало особенно насущной проблемой. Применяемые сейчас методы – например, хроматография – эффективны, но требуют дорогостоящего оборудования, длительной подготовки образцов, большого количества растворителей.

Исследователи Южно-Уральского государственного университета совместно с иностранными коллегами предложили использовать электрохимический метод. Они впервые представили емкостный сенсор на основе полимеров с молекулярными отпечатками, который способен обнаружить имидаклоприд в воде.

– Емкостные сенсоры относятся к категории импедаметрических. Насколько нам известно, это первый емкостный сенсор на основе полимеров с молекулярными отпечатками для обнаружения имидаклоприда в воде. Более того, впервые для определения интермодуляционных искажений введен двухэтапный подход, с этапом регенерации между каждым анализом. Это добавило возможность последовательного использования каждого электрода 32 раза, – рассказывает кандидат химических наук, старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Наталия Белоглазова.

Сенсором интересуются за границей

Сенсор разрабатывали в ЮУрГУ, в работе также участвовали бельгийские коллеги из Университета Гента (Centre of Excellence in Mycotoxicology and Public Health, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Ghent University). Полимеры с молекулярными отпечатками были синтезированы, а затем иммобилизованы на поверхности электрода. Двухэтапная процедура помогла избежать повреждения электродов и гарантировала отсутствие молекул шаблона в полученных частицах. Кроме того, были изготовлены полимеры без отпечатков.

– Связывающие свойства синтезированных полимеров с молекулярными отпечатками и без отпечатков проверяли с помощью жидкостной хроматографии тандемной масс-спектрометрии. Предложенный датчик показал линейный диапазон 5–100 микрометров с пределом обнаружения 4,61 микрометров, – добавляет Наталия Владимировна.

Сенсор с распознающим элементом разработали на базе другого сенсора, предложенного для испытаний международной командой. Испытания проводили на образцах воды из Нила – к работе подключились сотрудники Национального института стандартов Египта (Reference Materials Laboratory, National Institute of Standards (NIS), Giza, Egypt) и Университета Бени-Суеф (Beni-Suef University, Beni-Suef, Egypt).

Экология – одно из трех стратегических направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета, наряду с цифровой индустрией и материаловедением.

ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.