Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ gồm có 09 thành viên do GS.TS. Nguyễn Đại Hưng, Viện Vật lý- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, làm Chủ tịch Hội đồng.
PGS. TS. Nguyễn Thế Bình thay mặt nhóm nghiên cứu trình bày tóm tắt các nội dung nghiên cứu và kết quả của nhiệm vụ
Kiểm soát mức dư lượng thuốc kháng sinh và hóa chất bảo vệ thực vật trong thực phẩm là việc làm cần thiết và cấp bách ở nước ta hiện nay, có liên quan tới sức khỏe của cộng đồng và ảnh hưởng đến phát triển một nền kinh tế tăng trưởng xanh, bền vững. Cho đến nay, các phương pháp xác định các chất ô nhiễm và phụ gia độc hại trong thực phẩm phổ biến là dựa trên phép đo sắc ký bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), khối phổ kế - sắc ký lỏng (LC-MS) hoặc ELISA. Tuy nhiên, các phương pháp này cần thời gian và phòng thí nghiệm với các trang thiết bị đắt tiền, đòi hỏi quy trình xử lý mẫu phức tạp cũng như cần nhân viên được đào tạo tốt để thực hiện chính xác các phép đo.
Những nghiên cứu cơ bản về quang phổ học Raman tăng cường bề mặt (SERS) cho thấy nhờ hiệu ứng SERS, độ nhạy phổ Raman đã được tăng cường đáng kể và làm cho SERS trở thành một phương án khả thi để phát hiện chất ô nhiễm thực phẩm ở nồng độ thấp (mức vết). SERS đã thực sự trở thành một ứng cử viên để phát hiện, lọc lựa các thành phần hợp chất bao gồm dư lượng kháng sinh và thuốc bảo vệ thực vật độc hại trong thực phẩm. Hơn nữa, những tiến bộ gần đây về công nghệ laser, công nghệ lọc quang học và kỹ thuật điện tử đã làm giảm đáng kể kích thước của các hệ thiết bị Raman, phát triển các phổ kế Raman xách tay, làm quang phổ học Raman dễ tiếp cận hơn và phát huy ưu điểm nổi trội vốn có của nó trong việc định danh các liên kết hóa học trong hợp chất.
Việc nghiên cứu hiệu ứng SERS để chế tạo các cảm biến Raman có độ nhạy cao và ứng dụng phát triển các hệ thiết bị phân tích đo đạc dư lượng kháng sinh và chất bảo vệ thực vật trong thực phẩm là những vấn đề nghiên cứu nằm trong định hướng của Chương trình phát triển Vật lý đến năm 2020 theo Quyết định số 380/QĐ-TTg ngày 24/3/2015 của Thủ tướng Chính phủ, đồng thời nằm trong các định hướng nghiên cứu ưu tiên của ngành Vật lý đến năm 2020 tầm nhìn 2030. Bộ Khoa học và Công nghệ đã phê duyệt nhiệm vụ “Nghiên cứu chế tạo cảm biến Raman ứng dụng xác định dư lượng thuốc kháng sinh và thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm” do PGS.TS Nguyễn Thế Bình làm chủ nhiệm; Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội là Cơ quan chủ trì thực hiện từ tháng 1/2018 đến tháng 1/2022 với mục tiêu chính là:
- Chế tạo được các cấu trúc nano kim loại có khả năng tăng cường tín hiệu phổ tán xạ Raman (SERS) đạt yêu cầu, dùng làm cảm biến xác định dư lượng một số loại thuốc kháng sinh và thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm.
- Tích hợp các cảm biến Raman chế tạo được trên các máy đo hiện hành để phân tích nhanh tại hiện trường dư lượng một số loại thuốc kháng sinh và thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm.
Các sản phẩm chính bao gồm:
- 01 hệ quang phổ kế uRaman (Technospex) tích hợp với cảm biến SERS Ag/Si chế tạo được, cho phép xác định Tetracycline trong tôm ở nồng độ thấp đến 0,1ppm (dư lượng tối đa cho phép theo tiêu chuẩn quy định của Bộ NNPTNT và Bộ Y tế);
Hệ thiết bị quang phổ kế i-RamanPro 785 nm (BWTek-USA) được tích hợp cảm biến chế tạo được
Quang phổ kế mini uRaman được tích hợp cảm biến chế tạo được
- 01 hệ thiết bị quang phổ kế i-RamanPro BWS475-785H tích hợp với cảm biến SERS AgNDs/Si chế tạo được, cho phép xác định Difenoconazole trong rau cải đến nồng độ 0,5ppm; với cảm biến SERS Ag SiNWs cho phép xác định nồng độ Carbendazim trong vỏ bưởi đến 1ppm đáp ứng phát hiện dư lượng tối đa cho phép theo tiêu chuẩn quy định của Bộ NN&PTNT và Bộ Y tế.
Sản phẩm các cảm biến SERS Au SiNWs và Ag SiNWs sử dụng kỹ thuật lithography
Ảnh SEM bề mặt các sản phẩm cảm biến SERS dựa trên cấu trúc nano bạc (Ag) có dạng lá hình kim (a) và dạng hoa (b)
Ảnh bề mặt cảm biến SERS Ag/Si chế tạo bằng kỹ thuật laser chụp trên kính hiển vi quang phổ kế và ảnh SEM của bề mặt đế Ag/Si
- Đã chế tạo thành công những cấu trúc nano kim loại loại (vàng hoặc bạc) cho hệ số tăng cường SERS cao (EF>106) với độ lặp lại tốt và xác định quy trình chế tạo các cảm biến này.
- Đã đưa ra các phương pháp tách chiết, làm giàu mẫu từ tôm hải sản, rau quả giảm thiểu tối đa ảnh hướng của các thành phần hữu cơ phức tạp khác có trong thực phẩm lên phép đo phổ SERS.
- Đã đưa ra được 03 quy trình phân tích định lượng nồng độ vết bằng quang phổ SERS đáp ứng yêu cầu giám định dư lượng Tetracycline, Difenoconazole và Carbendazim theo các tiêu chuẩn quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và Bộ Y tế.
- Đã tích hợp thành công các cảm biến Raman chế tạo được với quang phổ kế đo đạc phân tích trong phòng thí nghiệm có độ nhạy đủ cao, xác định chính xác và nhanh dư lượng Tetracycline trong tôm hải sản và dư lượng Difenoconazole và Carbendazim trong rau quả.
- Công bố 5 bài báo trên tạp chí quốc; 02 bài báo đăng trên tạp chí chuyên ngành trong nước và 05 báo cáo tại Hội nghị khoa học quốc gia/quốc tế.
- Đào tạo 03 thạc sỹ và hỗ trợ đào tạo 03 nghiên cứu sinh bảo vệ thành công luận án.
- 01 đăng ký bằng sáng chế và 02 giải pháp hữu ích được chấp nhận đơn hợp lệ.
Hội đồng đánh giá nghiệm thu cấp quốc gia
Các thành viên Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao những kết quả của nhiệm vụ và các đơn vị tham gia thực hiện đề tài; 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 và chất lượng sản phẩm đều đạt và vượt yêu cầu nhiệm vụ. Với kết quả đạt được, Hội đồng nhất trí nghiệm thu nhiệm vụ mức "Đạt". Đồng thời, yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp thu các nội dung, chỉnh sửa báo cáo tổng hợp, báo cáo tóm tắt, hoàn thiện hồ sơ trình Bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định công nhận kết quả của nhiệm vụ.