Nghiên cứu tổng hợp phân tử liên hợp từ dẫn xuất dithienopyrrole và pyrene làm cảm biến phát hiện thuốc trừ sâu nitroaromatic

Thuốc trừ sâu nitroaromatic (NACs) đã được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp nhờ vào hiệu quả diệt côn trùng và cỏ dại cao. Tuy nhiên, các loại thuốc này thường có độc tính cao, có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm các bệnh về thần kinh và thậm chí tử vong. Do đó, việc phát hiện nhanh chóng và nhạy bén các loại thuốc trừ sâu này là vô cùng quan trọng để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển các phân tử liên hợp từ dẫn xuất dithienopyrrole và pyrene để làm cảm biến hóa học, nhằm phát hiện NACs một cách hiệu quả. Việc ứng dụng các cảm biến này trong thực tế sẽ cung cấp một giải pháp khả thi cho việc giám sát thuốc trừ sâu trong nông nghiệp.

Nghiên cứu đã tiến hành tổng hợp hai phân tử liên hợp 2PDTP và 2PDOF, dựa trên dẫn xuất pyrene kết hợp với dithienopyrrole. Các phương pháp như phổ 1HNMR, FTIR, và phổ hấp thụ UV-Vis đã được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất quang học của các phân tử này. Kết quả cho thấy rằng các phân tử liên hợp này có khả năng phát huỳnh quang hiệu quả, cho phép chúng hoạt động như các cảm biến hóa học nhạy bén. Đặc biệt, khả năng tắt huỳnh quang của 2PDTP đối với thuốc diệt cỏ mesotrione đã được chứng minh, cho thấy tiềm năng ứng dụng của chúng trong phát hiện thuốc trừ sâu nitroaromatic.

Cảm biến quang học hoạt động dựa trên nguyên lý tắt huỳnh quang, trong đó sự tương tác giữa các phân tử cảm biến và thuốc trừ sâu dẫn đến sự giảm cường độ huỳnh quang. Cơ chế này có thể là tắt tĩnh hoặc tắt động, tùy thuộc vào cách thức tương tác giữa phân tử cảm biến và chất phân tích. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tắt huỳnh quang của 2PDTP với mesotrione diễn ra chủ yếu thông qua cơ chế tắt tĩnh, nơi mà phức hợp không phát sáng được hình thành giữa cảm biến và chất phân tích. Điều này cung cấp một cơ sở lý thuyết vững chắc cho việc phát triển các cảm biến quang học hiệu quả hơn trong tương lai.

Các phân tử liên hợp 2PDTP và 2PDOF không chỉ cho thấy hiệu quả trong việc phát hiện thuốc trừ sâu mà còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong giám sát môi trường. Việc phát hiện nhanh chóng và chính xác các chất độc hại trong thực phẩm và nước sẽ góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Hơn nữa, các cảm biến này có thể được phát triển thành các thiết bị cầm tay, giúp người dùng dễ dàng phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề liên quan đến thuốc trừ sâu. Điều này không chỉ có lợi cho nông dân mà còn cho toàn xã hội trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm.