I pesticidi e gli erbicidi sono essenziali per garantire la sicurezza alimentare a livello globale; tuttavia, questi composti possono rappresentare un rischio per la salute umana se ingeriti inconsapevolmente. Di conseguenza, è fondamentale disporre di metodi analitici sensibili capaci di identificare anche tracce minime di sostanze potenzialmente nocive. In questo contesto, ricercatori hanno sviluppato un metodo d’immagine all’avanguardia che permette di rilevare contaminazioni da pesticidi a bassi livelli. L’applicazione su frutti ha mostrato che le pratiche attuali in materia di sicurezza alimentare potrebbero essere insufficienti.
Il metodo SERS utilizza nanoparticelle o nanolamelle metalliche per amplificare i segnali creati dalle molecole quando sono esposte a un fascio laser Raman. I pattern generati dalla luce diffusa potenziata dal metallo fungono da firme molecolari e possono essere utilizzati per identificare piccole quantità di composti specifici.
Per migliorare la sensibilità del SERS nella rilevazione dei pesticidi, Dongdong Ye, Ke Zheng e Shaobo Han hanno progettato una membrana rivestita in metallo posizionabile direttamente sui prodotti agricoli. Questa membrana è stata realizzata partendo da un film idrogel di cellulosa che è stato stirato fino a formarsi rugosità nanometriche sulla sua superficie; successivamente immerso in una soluzione di nitrato d’argento per rivestire le scanalature con nanoparticelle d’argento che migliorano il segnale SERS.
Nel corso delle sperimentazioni relative alla sicurezza alimentare con questa membrana argento-incorporata, i ricercatori hanno spruzzato i pesticidi thiram e carbendazim (sia singolarmente sia combinati) su mele; dopo aver fatto asciugare all’aria i frutti e averli lavati secondo prassi comuni. Quando hanno applicato la loro membrana sulle mele trattate, il sistema SERS ha rilevato residui dei pesticidi nonostante le basse concentrazioni presenti. Il team è stato anche capace di distinguere chiaramente le firme della luce diffusa specifiche per ciascun pesticida sulle mele trattate con entrambi thiram e carbendazim ed ha individuato contaminazioni attraverso la buccia fino allo strato più esterno della polpa.
Questo risultato suggerisce che il solo lavaggio può essere insufficiente nel prevenire l’ingestione dei pesticidi e quindi sarebbe necessario pelarli al fine rimuovere possibili contaminazioni presenti nella buccia o nella polpa esterna del frutto.
Oltre alle mele, il sistema della membrana SERS è stato impiegato anche nel rilevamento dei pesticide su cetrioli, gamberetti in polvere chili e riso.