SERS detection of pesticides using screen-printed electrodes
Aplikace | 2025 | MetrohmInstrumentace
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.
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.
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.
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.
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.
Další kroky zahrnují zvýšení citlivosti, rozšíření na víceanalyzní stanovení různých pesticidů, vývoj přenosných zařízení pro on site měření a automatizaci předkoncentračního kroku.
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.
European Commission EU Pesticides Database navštiveno 2025-06-26
RAMAN Spektrometrie
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceMetrohm
Souhrn
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
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Enhancement of Raman intensity for the detection of fentanyl
2023|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RA-007 Enhancement of Raman intensity for the detection of fentanyl Easy EC-SERS protocol for the screening of fentanyl with screenprinted electrodes Fentanyl is a potent synthetic opioid drug used as an Identification and detection are imperative because analgesic…
Klíčová slova
raman, ramanspectroelectrochemical, spectroelectrochemicalspes, spesfentanyl, fentanylsers, serselectrochemical, electrochemicalscreen, screencell, cellspelecraman, spelecramanprinted, printeddropview, dropviewspelec, spelecelectrodes, electrodesdetection, detectionprobe
Easy detection of enzymes with the electrochemical-SERS effect
2023|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RA-008 Easy detection of enzymes with the electrochemical-SERS effect Activation of enhanced features of silver electrodes helps obtain characteristic Raman bands of biological molecules Raman spectroscopy is one of the most promising allowed the development of many sensing…
Klíčová slova
raman, ramansers, sersspectroelectrochemical, spectroelectrochemicalsilver, silverelectrodes, electrodespyrrole, pyrrolealdh, aldhspelec, spelecspectroelectrochemistry, spectroelectrochemistryactivation, activationelectrochemical, electrochemicalspes, spesdropview, dropviewcytochrome, cytochromeconventional
New strategies for obtaining the SERS effect in organic solvents
2023|Metrohm|Aplikace
AN-RA-006 New strategies for obtaining the SERS effect in organic solvents Enhancement of SERS features by electrochemical activation in nonaqueous media Summary The combination of electrochemistry (EC) and surface-enhanced Raman scattering (SERS) has received growing attention over the past several…
Klíčová slova
metrohm, metrohmraman, ramanspelec, spelecelectrochemical, electrochemicalmancozeb, mancozebelectrode, electrodesers, sersspelecraman, spelecramandropview, dropviewactivation, activationgold, goldsilver, silverelectrodes, electrodestetrabutylammonium, tetrabutylammoniumhexafluorophosphate
Comparison of SPELEC RAMAN and standard Raman microscopes
2024|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-RA-009 Comparison of SPELEC RAMAN and standard Raman microscopes Larger laser spot size can provide representative results with a single measurement Standard Raman microscopes are traditionally used to and spectroelectrochemical instruments, offers perform Raman measurements or Raman powerful…
Klíčová slova
raman, ramanspelec, spelecspectroelectrochemical, spectroelectrochemicalmicroscopes, microscopeselectrodes, electrodesscreen, screenmeasurements, measurementselectrochemical, electrochemicalprinted, printeddropview, dropviewwalled, wallednanotubes, nanotubescell, cellprobe, probeswcnt