Notícia

Novo sensor em nanoescala integrado às folhas de plantas vivas pode detectar metal pesado tóxico em tempo real

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

quarta-feira, 23 dezembro 2020 10:30

Áreas

Agricultura. Monitoramento Ambiental. Nanotecnologia.

Cientistas do grupo de pesquisa de Tecnologias Disruptivas e Sustentáveis ​​para Precisão Agrícola (DiSTAP) da Aliança para Pesquisa e Tecnologia de Cingapura-MIT (SMART), empresa de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em Cingapura, projetaram um novo tipo de nanossensor óptico para plantas vivas que pode detectar e monitorar, em tempo real, os níveis de arsênio, um metal pesado altamente tóxico, no ambiente subterrâneo. Este desenvolvimento oferece vantagens significativas sobre os métodos convencionais usados ​​para medir o arsênio no ambiente e será importante tanto para o monitoramento ambiental quanto para as aplicações agrícolas para garantir a segurança alimentar, já que o arsênio é um contaminante em muitos produtos agrícolas comuns, como arroz, vegetais e folhas para chá.

A nova abordagem foi publicada recentemente na revista científica Advanced Materials. O artigo foi liderado por Tedrick Thomas Salim Lew, estudante de pós-graduação do MIT, tendo como coautor o Dr. Michael Strano, pesquisador principal do DiSTAP e professor de Engenharia Química do MIT, bem como Minkyung Park e Jianqiao Cui, ambas alunas de pós-graduação no MIT no laboratório do Dr. Strano.

O arsênio e seus compostos são uma séria ameaça aos seres humanos e aos ecossistemas. A exposição de longo prazo ao arsênio em humanos pode causar uma ampla gama de efeitos prejudiciais à saúde, incluindo doenças cardiovasculares, como ataque cardíaco, diabetes, defeitos de nascença, lesões cutâneas graves e vários tipos de câncer, incluindo câncer de pele, bexiga e pulmão. Níveis elevados de arsênio no solo como resultado de atividades antropogênicas, como mineração e fundição, também são prejudiciais às plantas, inibindo o crescimento e resultando em perdas substanciais de safra.

As plantações de alimentos podem absorver o arsênio do solo, levando à contaminação dos alimentos e produtos consumidos pelos humanos. O arsênio em ambientes subterrâneos também pode contaminar as águas subterrâneas e outras fontes de água subterrâneas, cujo consumo em longo prazo pode causar graves problemas de saúde. Como tal, desenvolver sensores de arsênio precisos, eficazes e de fácil implementação é importante para proteger a indústria agrícola e a segurança ambiental mais ampla.

Os novos nanossensores ópticos exibem mudanças em sua intensidade de fluorescência ao detectar o arsênio. Incorporados nos tecidos da planta, sem efeitos prejudiciais para a planta, esses sensores fornecem uma maneira não destrutiva de monitorar a dinâmica interna do arsênio absorvido pelas plantas do solo. Esta integração de nanossensores ópticos dentro de plantas vivas permite a conversão de plantas em detectores autoalimentados de arsênio de seu ambiente natural, marcando uma atualização significativa dos métodos de amostragem de arsênio em relação aos métodos convencionais atuais.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do MIT (em inglês).

Fonte: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology. Imagem: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology; Christine Daniloff, MIT.