آفت‌کش‌های اُرگانوفسفاتی می‌توانند هم برای انسان و هم برای حیوانات سمی باشند، زیرا جلوی فعالیت آنزیم‌هایی همچون استیل کُلین استراز (AChE) را در سیستم عصبی می‌گیرند. با این حال این آفت‌کش‌ها به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین باید روشی برای اندازه‌گیری بقایای آنها پیدا کرد. از آنجایی که کاغذ ارزان، یکبار مصرف و سازگار با محیط زیست است، توجه زیادی به سمت حسگرهای کاغذی زیست‌فعال که از عناصر تشخیص زیستی همچون آپتامرهای DNA، آنزیم‌ها یا پادتن‌ها بهره می‌برند، جلب شده است. با این حال این ابزارها تاکنون قابلیت استفاده در تست‌های ساده غوطه‌وری را که امکان استفاده از آنها در مکان‌های دوردست را فراهم می‌آورد، پیدا نکرده‌اند.

حال جان برنان و همکارانش در دانشگاه مک‌مستر در همیلتون کانادا ابزاری شبیه عمق‌سنج برای شناسایی بازدارنده‌های آنزیم استیل کُلین استراز توسعه داده‌اند. برنان آنزیم استیل کُلین استراز را با نانوذرات طلا در یک روکش ساخته شده با روش سل‌ژل روی یک کاغذ آبگریز شده ترکیب کرد. بازدارنده‌های موجود در محلول‌های آزمایشی، رشد نانوذرات طلا را کاهش می‌دهند و این امر منجر به تغییر رنگی می‌شود که با چشم قابل مشاهده است.


جلوگیری از فعالیت استیل کُلین استراز رشد نانوذرات را تغییر داده و این کار موجب تغییر رنگ می‌شود.

برنان توضیح می‌دهد که استفاده از نانوذرات طلا برای حفظ رنگ درون شناساگر بود. او می‌گوید: «کروموفورهای آلی کوچک زمانی که درون محلول قرار می‌گیرند، شسته می‌شوند؛ ذرات طلای بزرگ روی حسگر باقی مانده و رنگ شدیدی ایجاد می‌کنند که تشخیص اُرگانوفسفات‌ها را آسان می‌سازد».

حساسیت این ابزار آنقدر هست که امکان شناسایی مقادیر کمی از آفت‌کش‌های اُرگانوفسفاتی همچون Paraoxon را ایجاد می‌کند.

برنان می‌افزاید: «اُرگانوفسفات‌هایی که از فعالیت استیل کُلین استراز جلوگیری می‌کنند، مورد علاقه سازمان‌های نظامی نیز هستند، زیرا می‌توان از این مواد به‌عنوان عوامل اعصاب در حملات تروریستی زیستی بهره برد. بنابراین روش‌های تشخیصی ساده می‌تواند در این شرایط مفید باشند».

برنان امیدوار است این سیستم را از طریق «ادغام عوامل مختلف مورد استفاده در این ابزار در یک سیستم دستی کوچک (lateral flow device) که هیچ نیازی به افزودنی دیگری ندارد»، توسعه دهد.

آنها همچنین در حال بررسی آنزیم‌های دیگری هستند که می‌توانند رشد نانوذرات طلا را کاتالیز کنند تا مطالعه بیشتری روی این سامانه حسگری انجام دهند.

جزئیات این تحقیق در مجله Analyst منتشر شده است