Sử dụng phổ Raman, TS Nguyễn Thành Dương và cộng sự – Viện Hóa học, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam có thể nhận diện nhanh một số độc tố trong nông sản xuất khẩu.

Xác định nhanh dư lượng độc tố

Chủ nhiệm đề tài TS Nguyễn Thành Dương.

Với mục tiêu phát triển phương pháp nhận dạng nhanh giúp phát hiện các độc tố trong nông sản với chi phí thấp, TS Nguyễn Thành Dương và nhóm nghiên cứu Viện Hóa học đã tiến hành đề tài: “Phát triển phương pháp nhận dạng nhanh một số độc tố bằng phổ Raman trong nông sản xuất khẩu của Việt Nam”, mã số: TĐNDTP.04/19-21. Đề tài được xếp loại xuất sắc.

Raman là phổ dao động nên có liên quan đến phổ hồng ngoại (IR) và cận hồng ngoại hay hồng ngoại gần (NIR). Hiệu ứng Raman là kết quả sự thay đổi độ phân cực của các liên kết phân tử trong một kiểu dao động xác định và được đo dưới dạng tia tán xạ không đàn hồi.

Kỹ thuật phổ Raman có ưu điểm là thường cho kết quả đúng và nhanh mà không cần phải phá hủy mẫu, không cần chuẩn bị mẫu hoặc chỉ cần chuẩn bị tối thiểu. Mẫu có thể là chất rắn, nửa rắn, lỏng và đôi khi là chất khí.

Phổ Raman cung cấp thông tin về các kiểu dao động cơ bản của phân tử trong mẫu thử mà nhờ đó ta có thể hiểu thêm cả về mẫu thử lẫn quá trình chế biến.

TS Nguyễn Thành Dương cho biết, thực tế việc xác định dư lượng (lượng vết) hóa chất độc hại còn tồn dư trong các sản phẩm từ nông nghiệp và thực phẩm là vô cùng khó khăn.

Mặc dù có một số phương pháp được sử dụng có tính chính xác cao nhưng chi phí thường đắt đỏ, tốn nhiều thời gian. Không những thế, nó còn đòi hỏi người sử dụng có chuyên môn cao và máy móc thiết bị phức tạp…

Trong khoảng chục năm trở lại đây, quang phổ Raman dần trở thành ứng viên sáng giá cho việc nhận biết các phân tử hữu cơ do cho ra kết quả nhanh, chi phí thấp và có khả năng bảo toàn mẫu thử. Tuy nhiên, hạn chế của quang phổ Raman vẫn là độ nhạy của phương pháp.

Để khắc phục vấn đề này, phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) được đưa ra và phát triển để phát hiện vết (với hàm lượng nằm trong vùng từ phần triệu đến phần tỷ (ppm-ppb)) của nhiều chất (đặc biệt là các chất hữu cơ) trên các nền chất khác nhau.

Việc phát triển các đế SERS có độ nhạy cao, ứng dụng phổ Raman tăng cường bề mặt để xác định các độc tố trong nông sản xuất khẩu là một việc rất cần thiết, đem lại lợi ích to lớn và lâu dài.

Phát hiện được cả nấm mốc

Quy trình chế tạo đế tăng cường bề mặt từ cánh hoa hồng và ứng dụng trong xác định quang phổ Raman.

TS Nguyễn Thành Dương cho biết, trong nghiên cứu này, nhóm đã bước đầu xây dựng dữ liệu phổ của 23 hợp chất. Trong đó có 10 hoá chất bảo vệ thực vật, 6 hợp chất kích thích tăng trưởng, 2 hợp chất ức chế sinh trưởng, 5 hợp chất nấm mốc bằng quang phổ Raman.

Đây là những hợp chất tiêu biểu, làm tiền đề để mở rộng cơ sở dữ liệu cho việc phân tích các hợp chất khác trong nông sản xuất khẩu trong tương lai.

Đề tài cũng đã thành công trong việc chế tạo đế SERS từ cánh ve có phủ nano bạc và đế PDMS/Ag-AgNPs mô phỏng cấu trúc cánh hoa hồng với quy trình ổn định, chi phí thấp những vẫn mang lại hiệu quả mong muốn. Khả năng tăng cường tín hiệu của đế SERS lên tới 4,7 x 107.

Từ đó, các đế SERS này được sử dụng để phát hiện các hợp chất bảo vệ thực vật, kích thích tăng trưởng và ức chế sinh trưởng cũng như nấm mốc trên mẫu chuẩn và trên nông sản.

Nhóm đã phân tích permethrin, paraquat trong dưa hấu, difenoconazole trong khoai tây, imidacloprid, acephat và carbaryl trong xoài. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã thành công trong việc phân tích đồng thời cả ba chất imidacloprid, acephat và carbaryl trong xoài.

Kết quả nghiên cứu góp phần quan trọng để nhân rộng quy mô áp dụng phương pháp SERS nhằm phát hiện đồng thời nhiều độc tố trong nông sản xuất khẩu của Việt Nam.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu, không chỉ kiểm soát tồn dư hóa chất độc hại trong nông sản xuất khẩu mà có thể kiểm tra nhanh các loại chất độc này ở nông sản trong nước. Đồng thời, phát triển phương pháp thành một công cụ kiểm soát chất lượng nông sản rộng rãi.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, có thể phát triển thư viện quang phổ Raman của các hợp chất, độc tố trong nông sản để ứng dụng phát hiện nhanh những hợp chất này trong nông sản ở nước ta. Nhóm nghiên cứu cũng kiến nghị phát triển mô hình quang phổ Raman cầm tay để triển khai rộng rãi phương pháp này trong thời gian tới.

Nhiều loại chất độc có mặt trong thực phẩm ở Việt Nam, có thể kể đến Bisphenol A (BPA), chì, clenbuterol, diêm tiêu (muối nitrat, nitrit), dehp và các phthalate, ethephon (thành phần chính của các thuốc ép chín)… Ngoài ra còn có formol, chất này được xếp vào nhóm chất gây ung thư hay hàn the, salbutanol, thạch tín, thủy ngân, ure, xyanua, aflatoxin…