I fitofarmaci sono ampiamente usati in agricoltura per migliorare la resa e la qualità del prodotto finale agendo sul controllo di specie animali e vegetali dannose per le colture. Al tempo stesso queste sostanze rappresentano un pericolo perché tossiche anche per l’uomo e altri organismi viventi. Lo sviluppo di metodi avanzati per la determinazione di residui derivanti dall’uso di pesticidi è quindi un tema fondamentale di ricerca scientifica applicata per lo sviluppo sostenibile e la difesa dell'ambiente.
La ricerca scientifica di base, anche grazie al nostro progetto ECRF 2014.0405A2202.8044, ha mostrato che è possibile mettere a punto metodi per l’identificazione di specie molecolari con altissima sensibilità e specificità basati sulla plasmonica. In particolare, la spettroscopia vibrazionale SERS (surface-enhanced Raman scattering) si è dimostrata estremamente versatile in queste specifiche applicazioni. Attraverso l’uso di opportuni substrati metallici nanostrutturati è possibile ottenere una sensibilità almeno micromolare per specifici analiti e la loro determinazione anche in matrici complesse. Questo grazie all’interazione selettiva delle molecole di interesse con la superficie metallica e la intrinseca specificità della risposta molecolare in questo tipo di indagine.
Questo progetto mira a sviluppare un metodo semplice, sensibile e rapido per la determinazione di tracce di alcuni pesticidi comunemente usati in agricoltura in aree quali per esempio l’olivicoltura. Il progetto gode del supporto di enti pubblici e privati istituzionalmente operanti nel settore, quali l’Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Lazio e della Toscana, e la Società Publiacqua nonché di aziende toscane operanti nella produzione di materiali nanostrutturati (Cabro) e nello sviluppo e produzione di dispositivi analitici per l’industria alimentare (CDR).
La determinazione di residui derivanti dall’uso di pesticidi nel settore agroalimentare è una delle priorità degli Enti preposti alla protezione della salute pubblica e dell'ambiente. Per ridurre i rischi relativi al loro uso, molti sono i controlli che vengono eseguiti sui prodotti agroalimentari prima della loro messa in commercio. Attualmente tali controlli richiedono laboratori specifici e/o personale specializzato dedicato alla loro esecuzione. Da questo deriva l’esigenza di sviluppare sempre nuovi metodi di analisi che siano sensibili, semplici e rapidi e possibilmente utilizzabili sia in laboratorio che sul campo, ovvero direttamente sulle colture prima della raccolta o al momento del loro arrivo nelle aziende di lavorazione. In questa ottica si inserisce l'interesse di una delle società toscane, la CDR, operante nello sviluppo di strumenti di controllo per il settore agroalimentare. La collaborazione con società come Publiacqua e l’istituto IZSLT ci permette di individuare le problematiche piu’ interessanti per gli utenti finali.
Il presente progetto consiste nello sviluppo di un’applicazione della spettroscopia SERS (surface-enhanced Raman spectroscopy) alla determinazione dei residui di pesticidi. Questo tipo di indagine necessita dell’impiego di substrati opportuni che permettano di esaltare il segnale SERS dell’analita, rispetto a quelli di fondo degli altri componenti del sistema. In quest’ottica si configura la collaborazione con la ditta CABRO, che produce materiali metallici nanostrutturati che abbiamo mostrato essere efficaci per questa applicazione in un precedente progetto Ente CRF.