سموم دفع آفات و علف‌کش‌ها برای اطمینان از امنیت غذایی در سراسر جهان بسیار مهم هستند، اما این مواد می‌توانند خطر ایمنی را برای افرادی که ناخواسته آنها را مصرف می‌کنند، ایجاد کند. بنابراین برای محافظت از سلامت انسان، لازم است روش‌های تحلیلی حساس را برای شناسایی و حتی ردیابی این مواد ترکیبات مضر به کار گرفت.
به تازگی، محققانی مقاله‌ای با عنوان Cellulose Surface Nanoengineering for Visualizing Food Safety در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند که در آن جزئیاتی درباره یک روش تصویربرداری برای تشخیص آلودگی سموم دفع آفات در سطوح پایین منتشر کردند. انها نشان دادند که این روش را می‌توان برای میوه‌ها به کار برد.
روش تحلیلی به نام طیف‌سنجی رامان با سطح افزایش‌یافته (SERS) به عنوان روشی غیر مخرب برای تشخیص مواد شیمیایی در کشاورزی مدرن محبوبیت زیادی پیدا می‌کند. با SERS، از نانوذرات برای تقویت سیگنال‌های ایجاد شده توسط مولکول‌ها در هنگام قرار گرفتن در معرض پرتو لیزر رامان استفاده می‌شود. این الگوهای ایجاد شده توسط نور پراکنده شده به عنوان امضاهای مولکولی عمل می‌کند و می‌تواند برای شناسایی مقادیر کمی از ترکیبات خاص استفاده شود.
به دنبال بهبود حساسیت SERS برای تشخیص سموم دفع آفات، دونگدونگ یی و همکارانش یک غشای با روکش فلزی را طراحی کردند که می‌توانست در بالای محصولات کشاورزی قرار بگیرند. آنها همچنین می‌خواستند این مواد را به اندازه کافی همه‌کاره برای ایجاد مجموعه‌ای از کاربردهای دیگر توسعه دهند.
محققان با یک فیلم هیدروژل سلولزی شروع به کار کردند. این فیلم هیدروژلی به گونه‌ای کشیده شد تا چروک‌هایی نانویی روی ان ایجاد شود. آنها سپس این فیلم را در محلول نیترات نقره غوطه‌ور کردند تا شیارها را با نانوذرات نقره تقویت‌کننده SERS پر کنند. غشای حاصل در نور مرئی بسیار انعطاف‌پذیر و عملاً شفاف بود که برای تشخیص سیگنال SERS بسیار مهم حیاتی است.
در آزمایش برای کاربردهای ایمنی مواد غذایی این غشاء، محققان سموم دفع آفات ترام و کاربندازیم را به تنهایی یا با هم روی سیب و میوه‌های خشک پاشیدند و سپس آنها را شستشو دادند تا اتفاقات روزمره‌ای که مصرف‌کننده روی میوه انجام می‌دهد را شبیه‌سازی کنند. هنگامی که آنها غشای خود را روی سیب گذاشتند، SERS سموم دفع آفات را روی سیب تشخیص داد. این تشخیص حتی اگر مواد شیمیایی در غلظت‌های کم وجود داشته باشند نیز قابل انجام است. این تیم همچنین توانست رد آفت‌کش‌ها را در مقادیر بسیار کم تشخیص دهد.
محققان می‌گویند این نتایج نشان می‌دهد که شستشو به تنهایی می‌تواند برای جلوگیری از مصرف سموم دفع آفات کافی باشد و برای از بین بردن آلودگی احتمالی در پوست، لایه‌برداری لازم است. فراتر از سیب، آنها همچنین از سیستم غشای SERS برای تشخیص سموم دفع آفات روی خیار، میگو، پودر فلفل دلمه‌ای و برنج استفاده کردند.