Notícia

Pesquisadores projetam sensores descartáveis, ​​portáteis e de baixo custo para detectar contaminantes químicos em ecossistemas aquáticos

Fonte

Universidade de Vigo

Data

segunda-feira, 2 novembro 2020 17:25

Áreas

Gestão de Resíduos. Monitoramento Ambiental. Saneamento. Saúde.

A metodologia analítica convencional para a detecção de contaminantes químicos em ecossistemas marinhos envolve certa rigidez no processo, já que as amostras são coletadas in situ, mas devem ser transportadas para análise em laboratórios. Esse procedimento só permite a informação em um tempo determinado e podem surgir erros na estabilização e conservação das amostras, além de trabalhar com instrumentação centralizada de alto custo de aquisição e manutenção e pessoal técnico altamente qualificado.

Contra essa metodologia surgiu nos últimos tempos o que se tem chamado de miniaturização de sistemas analíticos com projetos mais robustos e transportáveis, que permitem o monitoramento in loco e em tempo real dos diferentes parâmetros químicos de interesse. Uma dessas propostas é a que está a sendo desenvolvida pelo grupo de pesquisa em Química Analítica Ambiental e Toxicologia do Centro de Investigação Marinha da Universidade de Vigo, na Espanha, coordenado pelo Dr. Carlos Bendicho no projeto “Sistemas analíticos inovadores baseados em receptores nanoestruturados em substratos (nano) celulósicos para a detecção de substâncias de interesse ambiental”. O estudo recebeu recentemente financiamento de 4 anos e baseia-se na utilização de substratos de celulose como material para a concepção e construção de novos sensores (dispositivos analíticos em papel ou PADs).

Estes sensores descartáveis ​​podem ser utilizados sempre que necessário, ou seja, fora de laboratórios centralizados e em situações de limitação de recursos econômicos, democratizando a detecção de substâncias de interesse e possibilitando a análise em diferentes contextos socioeconómicos. “Portabilidade, velocidade de resposta e baixo custo desempenham um papel importante aqui.

Em suma, esses tipos de sensores podem contribuir para uma melhor avaliação dos riscos de exposição e facilitar uma tomada de decisão mais eficaz”, explicou o professor Carlos Bendicho. A essas vantagens se soma o fato de que ajudam a reduzir o consumo de amostras, reagentes e, em última instância, de energia, em linha com as tendências atuais da química verde ou sustentável.

A necessidade de análises in situ

A equipe de pesquisadores explica que a maioria dos sistemas instrumentais utilizados em laboratórios não são adequados, por exemplo, para uso no ambiente de uma embarcação oceanográfica, devido às condições de operação (necessidade de gases), requisitos de energia, fragilidade, complexidade instrumental (espaço), bem como sensibilidade aos movimentos e vibrações, por exemplo.

Portanto, os pesquisadores consideram necessário ter ferramentas adequadas para monitorar de forma rápida e eficaz a concentração de poluentes químicos na atmosfera, água, solos e sedimentos. No entanto, ressaltam que o projeto não visa substituir a instrumentação analítica centralizada, mas complementá-la, “enfatizando aspectos vantajosos como capacidade de análise in loco, controle de rotina que permite monitorar grandes áreas geográficas com facilidade e envolvimento dos cidadãos numa proteção mais eficaz do ambiente e da saúde”. esclareceram os especialistas.

Vantagens sobre outros sensores

A operação desses novos sensores PADs é baseada na imobilização de receptores (nanopartículas plasmônicas, pontos quânticos fluorescentes de carbono, cromóforos orgânicos) como base para o reconhecimento seletivo de substâncias e sua integração em um dispositivo de microsseparação. Como apontou o Dr. Carlos Bendicho “ao contrário dos sensores construídos com outros substratos, como polímeros plásticos, o interesse dos PADs está em sua natureza hidrofílica, facilidade de fabricação, baixo custo, uso descartável e biodegradabilidade.” O projeto está também sendo desenvolvido em colaboração com pesquisadores de outros países europeus no contexto do programa COST de ação europeia (rede europeia para a promoção de plataformas analíticas portáteis, acessíveis e simples).

No campo ambiental, os PADs podem facilitar medições em locais remotos e registrar a distribuição temporal e espacial de vários poluentes, a fim de determinar com eficiência suas fontes, distribuição e impacto ambiental. Os PADs desenvolvidos podem ter aplicações práticas em estudos de poluição de ecossistemas aquáticos (rios, lagos, águas subterrâneas), meio marinho (estuários), estudos em fontes de poluição produzida pela indústria, embarcações oceanográficas, mineração próxima a leitos de rios ou mobilização de poluentes devido a incêndios florestais, entre outras aplicações.

Várias plataformas

Como parte do projeto, diversas plataformas de celulose já foram projetadas para a detecção de arsênio, boro, mercúrio, iodeto, nitrito e sulfeto em diversos tipos de água, inclusive no mar. A detecção no PAD é finalmente realizada por meio de medidas colorimétricas ou fluorescentes, primeiro realizando a digitalização da imagem por meio de dispositivos de tecnologia da informação e comunicação (TIC), como scanners de mão, câmeras de celulares ou tablets, e depois processando o sinal através de software (por exemplo, um software de domínio público como o ImageJ).

Acesse a notícia na página da Universidade de Vigo (em galego).

Fonte: Universidade de Vigo. Imagem: Jonas Kernwein via Unsplash.