Nghiên cứu chế tạo cảm biến nanoplasmonic tích hợp với sắc ký lớp mỏng để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu chứa nhóm phospho hữu cơ và clo hữu cơ trong chè Thái Nguyên

<p style="text-align: justify;">Ngày 13/01/2026, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức phiên họp Hội đồng đánh giá, nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia: "Nghiên cứu chế tạo cảm biến nanoplasmonic tích hợp với sắc ký lớp mỏng để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu chứa nhóm phospho hữu cơ (chlopyrifos-ethyl, methidathion, cypermethrins) và clo hữu cơ (chlorothalonil, endosurfan) trong chè Thái Nguyên", mã số ĐTĐL.CN-23/23, thuộc Chương trình phát triển Vật lý giai đoạn 2021 - 2025.</p>

Trong bối cảnh yêu cầu ngày càng cao về an toàn thực phẩm và kiểm soát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV) trong nông sản, đặc biệt với sản phẩm chè - một mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, việc phát triển các phương pháp phân tích nhanh, nhạy, có khả năng triển khai tại hiện trường là nhu cầu cấp thiết.

Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc phát hiện từng thành phần thuốc trừ sâu trên nền mẫu đơn giản (mẫu chuẩn hoặc trong nước) mà chưa phân tích được thuốc trừ sâu có thành phần nền phức tạp như trong các đối tượng mẫu môi trường, thực phẩm trong thực tế. Kĩ thuật SERS có thể phát hiện lượng vết các vật liệu hữu cơ nhưng không phân biệt được các thành phần khác nhau trong hỗn hợp. SERS chỉ phát hiện được hợp chất hóa học có ái lực mạnh nhất với đế kim loại hoặc có tiết diện Raman lớn nhất. Kết hợp sắc ký lớp mỏng với phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (TLC-SERS) cho phép phân tách hiệu quả các thành phần trong hỗn hợp và cung cấp thông tin nồng độ mỗi thành phần có thể đáp ứng được yêu cầu phân tích nhanh tại hiện trường trong thực tiễn.

Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã phê duyệt nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia "Nghiên cứu chế tạo cảm biến nanoplasmonic tích hợp với sắc ký lớp mỏng để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu chứa nhóm phospho hữu cơ (chlopyrifos-ethyl, methidathion, cypermethrins) và clo hữu cơ (chlorothalonil, endosurfan) trong chè Thái Nguyên", do PGS.TS. Phạm Thị Thu Hà làm chủ nhiệm, Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên là cơ quan chủ trì, thời gian thực hiện nhiệm vụ từ tháng 01/2023 đến tháng 12/2025.

Mục tiêu chính của nhiệm vụ:

- Nghiên cứu chế tạo thành công cảm biến nanoplasmonic cấu trúc nano lưỡng kim, lưỡng kim - bán dẫn (Ag/Au; Ag/Pt; Au/Pt; ZnO/Ag/Au) tích hợp với sắc ký lớp mỏng (TLC) để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu chứa nhóm phospho hữu cơ và clo hữu cơ (TTS) trong chè Thái Nguyên đáp ứng yêu cầu Thông tư 50/BYT năm 2016 và tiêu chuẩn tổ chức Y tế thế giới WHO;

- Tối ưu hóa quy trình thu thập, xử lý mẫu thực nhằm tách đồng thời TTS bằng TLC;

- Kết hợp thành công các cảm biến nanoplasmonic - TLC và một loại máy đo Raman để phát hiện nhanh các vết TTS trong chè Thái Nguyên.

Những kết quả đáng ghi nhận của nhiệm vụ

(i) Đã nghiên cứu chế tạo thành công 25 cảm biến nanoplasmonic cấu trúc nano lưỡng kim, lưỡng kim- bán dẫn (Ag/Au; Ag/Pt; Au/Pt; ZnO/Ag/Au) tích hợp với sắc ký lớp mỏng (TLC) có thể phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu chứa nhóm phospho hữu cơ gồm: chlopyrifos-ethyl, methidathion, cypermethrins với giới hạn phát hiện LOD ≤ 0,25 ppm hay cỡ nồng độ 10^-7 M và nhóm clo hữu cơ gồm chlorothalonil, endosurfan với giới hạn phát hiện LOD ≤ 0,05 ppm trong chè Thái Nguyên. Đưa ra quy trình chế tạo và quy trình tích hợp.

(ii) Thiết bị tích hợp cảm biến nanoplasmonic + TLC với một loại máy đo Raman.

(iv) 02 công trình khoa học được công bố trên các tạp chí quốc tế thuộc danh mục SCIE (Q1);

(iii) 02 công trình khoa học được công bố trên các tạp chí quốc gia uy tín. 03 bài báo đăng tải trên Kỷ yếu Hội nghị quốc tế về Những tiến bộ trong quong học quang phổ.

(iv) Đề xuất 01 sáng chế liên quan đến vật liệu nanoplasmonic lưỡng kim dùng để làm cảm biến SERS;

(v) Hỗ trợ đào tạo 03 nghiên cứu sinh, 06 học viên cao học và nhiều sinh viên nghiên cứu khoa học thuộc ngành hoá phân tích và ngành quang học.

Các thành viên Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao những đóng góp của Chủ nhiệm và Cơ quản chủ trì; phần báo cáo tổng kết và báo cáo tóm tắt có cấu trúc hợp lý, phù hợp với yêu cầu của một báo cáo khoa học; về số lượng, khối lượng, tiến độ và chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu nhiệm vụ. Với kết quả đạt được, Hội đồng nhất trí nghiệm thu đề tài mức "Đạt". Đồng thời, yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp thu các nội dung và chỉnh sửa phù hợp, hoàn thiện hồ sơ trình Bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định công nhận kết quả của nhiệm vụ.