Sustainable plant-wearable sensors for on-site, rapid decentralized detection of pesticides toward precision agriculture and food safety

Autor(es)

Teixeira, Samiris Cocco ; Gomes, Nathalia O. ; Calegaro, Marcelo L. ; Machado, Sergio A. S. ; de Oliveira, Taila Veloso ; Soares, Nilda de Fatima Ferreira ; Raymundo-Pereira, Paulo A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOMATERIALS ADVANCES; v. 155, p. 10-pg., 2023-11-08.

Resumo

The synergy between eco-friendly biopolymeric films and printed devices leads to the production of plant-wearable sensors for decentralized analysis of pesticides in precision agriculture and food safety. Herein, a simple method for fabrication of flexible, and sustainable sensors printed on cellulose acetate (CA) substrates has been demonstrated to detect carbendazim and paraquat in agricultural, water and food samples. The biodegradable CA substrates were made by casting method while the full electrochemical system of three electrodes was deposited by screen-printing technique (SPE) to produce plant-wearable sensors. Analytical performance was assessed by differential pulse (DPV) and square wave voltammetry (SWV) in a linear concentration range between 0.1 and 1.0 mu M with detection limits of 54.9 and 19.8 nM for carbendazim and paraquat, respectively. The flexible and sustainable non-enzymatic plant-wearable sensor can detect carbendazim and paraquat on lettuce and tomato skins, and also water samples with no interference from other pesticides. The plant-wearable sensors had reproducible response being robust and stable against multiple flexions. Due to high sensitivity and selectivity, easy operation and rapid agrochemical detection, the plant-wearable sensors can be used to detect biomarkers in human biofluids and be used in on-site analysis of other hazardous chemical substances. (AU)

• Processo FAPESP: 16/01919-6 - Design e fabricação de dispositivos flexíveis nanoestruturados para detecção de biomarcadores
• Beneficiário: Paulo Augusto Raymundo Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/09685-8 - Desenvolvimento de biossensores nanoestruturados para diagnóstico de biomarcadores dedesordens mentais
• Beneficiário: Paulo Augusto Raymundo Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Processo FAPESP: 20/09587-8 - Desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos baseados em nanoestruturas de carbono e prata para a detecção de interferentes endócrinos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Nathalia Oezau Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 23/07686-7 - Design e fabricação de dispositivos eletroquímicos descartáveis baseados nanoesferas ocas dopadas com nitrogênio e decoradas com quantum dots de carbono para a detecção de pesticidas em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Nathalia Oezau Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Processo FAPESP: 22/02164-0 - Desenvolvimento de sensores eletroquímicos modificados com nano esferas ocas de carbono dopadas com enxofre e nitrogênio para a quantificação de fármacos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Sergio Antonio Spinola Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular