Anasayfa » Sektörler » Tarım ve Gıda Teknolojileri » Zirai İlaçlar Yönünden Yiyecekleri Test Etmek için Yeni bir Yol Geliştirildi!

Zirai İlaçlar Yönünden Yiyecekleri Test Etmek için Yeni bir Yol Geliştirildi!

Gıda Güvenliği: Bitki- esteraz temelli, biyosensör, toksik, organofosfat pestisitleri ortaya çıkardı.

Pestisitler, insektisit (böcek öldürücü), herbisit (yabani ot öldürücü), fungusit (küf öldürücü), rodentisit (kemirgen öldürücü) şeklinde sınıflandırılan kimyasal maddelerin tümünü kapsamaktadır. Yoğun ve bilinçsiz pestisit kullanımının sonucunda gıdalarda, toprak, su ve havada kullanılan pestisitin kendisi ya da dönüşüm ürünleri kalabilmektedir. Bu da insanlar üzerinde olumsuz etkilere yol açabilmektedir.

Pestisit kalıntılarının en önemli kaynağını gıdalar oluşturur. Bu nedenle FAO ve WHO tarafından, “Pestisit Kalıntıları Kodeks Komitesi” kurulmuş ve bilimsel araştırma verilerine dayanılarak, gıdalarda bulunmasına izin verilen maksimum kalıntı değerleri saptanmıştır.

Araştırmacılar da pestisitlerin düzenleyici kuruluşlar tarafından belirlenmiş düşük limitlerini veya yasaklı bileşiklerin kaçak kullanımını az maliyetle ortaya çıkarabilecek duyarlı, portatif biyosensörler geliştirmek üzere çalışmalar yapmıştır.

Dünya çapında mahsullerde kullanılan pestisitlerin yaklaşık %40’ını temsil eden Organofosfat pestisitler^, en sık sistemik hastalıklara neden olan pestisitlerden biridir ve yüksek oranda nörotoksiktir. Organofosfatların etki mekanizması, sinir sistemindeki kolinesteraz enziminin inhibisyonu yoluyla olmaktadır. Çok akımlı biyosensör, bu reaksiyonu kontrol eder. Ancak bu enzim, hayvan dokusundan alınması gerektiğinden pahalıdır ve bu nedenle bazı araştırmacılar daha ucuz bir alternatif olarak bitki esterazı kullanmayı düşünmüşlerdir.

Chongqing Üniversitesi’ nden Changjun Hou, Connecticut Üniversitesi’ nden Yu Lei ve çalışma arkadaşları Organofosfat için, bitki-esteraz temelli biyosensör tasarladılar. Bu amaçla asetilkolinesteraz temelli önceki biyosensörde kullanılan nanomalzemeleri içermesini sağlayarak, performansı desteklediler. Yeni sensör, elektron transferini kolaylaştırmak için altın nanopartikülleri, iletkenliği geliştirmek için grafen nanoplakaları, enzimi dengelemek için karides ve böcek kabuklarından oluşan bir hidrofilik polisakkarit olan kitosanı içeriyordu.

Biyosensör yapmak için ilk olarak ekip, camsı karbon elektrotların yüzeyi üzerine depoladıkları altın nanoparçacıklar ve grafen nanolevhaların çözeltisini hazırladı. Daha sonra buğday unundan bitki esterazını ayırdılar, arıttılar ve kitosan ile karıştırdılar. Bu işlemler sonrasında nanobileşiklerin yüzeyi üzerine bitki esteraz ve kitosan çözeltisi uygulandı ve kurumaya bırakıldı. Sistem 1-naftil asetat, karboksilik ester içeren bir tampon çözeltiye konulduğunda, elektriksel etkin ürün, 1- naftol, üretmek için bitki esterazın ester hidrolizi gerçekleşti. Organofosfat pestisitler, bu reaksiyonu durdurdu, bu nedenle araştırmacılar çözeltide konsantrasyonları, elektrodlarda elektrokimyasal akımdaki düşüşün görüntülenmesi yoluyla belirleyebildiler.

Ekip 500 ppb’lik çözeltide, iki organofosfat pestisit, metil paratiyon ve melatyonun konsantrasyonunu ölçmek için biyosensör kullandı. Bu bileşikler için saptama limiti sırasıyla, 50 ppt  ve 0.5 ppb idi. Yani önceki  asetilkolinesteraz temelli metodlar ile karşılaştırıldığında daha duyarlı olduğu görüldü.

Ekibin bu görüşü benzersiz olmamasına rağmen, besin analizi için bir potansiyele sahipti. Binghamton Üniversitesi, Suny’de çevresel biyosensörler geliştiren kimyacı Omowunmi A. Sadik’e göre, NSF (National Sanitation Foundaditon-Amerika Birleşik Devletleri Hijyen Otoritesi) ve USDA (United States Department of Agriculture- Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı) tarafından besin güvenliği için daha az pahalı belirleyici metodların gelişimi destekleniyor.  Lei ve ekibi de şimdilerde kan şekeri ölçüm cihazına benzer, deneme parçaları ve basit bir elektrokimyasal gösterge kullanan taşınabilir bir cihaz geliştirmeyi umuyor.

Kaynaklar:
A Potentially Cheaper Way To Test Food For Pesticides, Erişim Tarihi: 6 Aralık 2015, http://cen.acs.org
Sarıtaş, A., Çakır, Z., Aslan, Ş., “Organofosfat ve Karbamat Zehirlenmeleri”, The Eurasian Journal of Medicine, Atatürk Üniversitesi, Acil Tıp Anabilim Dalı, Erzurum, 2007.
Yücel, Ü., Pestisitlerin İnsan ve Çevre Üzerine Etkileri, Ankara Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi,  Nükleer Kimya Bölümü
EPA Slow to Halt Use of Deadly Pesticide, Erişim Tarihi: 9 Aralık 2015, http://www.nationofchange.org

Send this to friend