Notícia

Nanossensor detecta pesticidas em frutas em minutos

Fonte

Instituto Karolinska

Data

Áreas

Agricultura. Agronomia. Biotecnologia. Ciência e Tecnologia de Alimentos

Pesquisadores do Instituto Karolinska, na Suécia, desenvolveram um pequeno sensor para detectar pesticidas em frutas em apenas alguns minutos. A técnica, descrita como uma prova de conceito em um artigo na revista científica Advanced Science, usa nanopartículas pulverizadas com chama feitas de prata para aumentar o sinal de produtos químicos. Embora ainda em um estágio inicial, os pesquisadores esperam que esses nanossensores possam ajudar a descobrir pesticidas alimentares antes do consumo.

“Relatórios mostram que metade de todas as frutas vendidas na UE contêm resíduos de pesticidas que em maiores quantidades têm sido associados a problemas de saúde humana”, disse o Dr. Georgios Sotiriou, principal pesquisador do Departamento de Microbiologia, Tumores e Biologia Celular do Karolinska Institutet e o autor correspondente do estudo. “No entanto, as técnicas atuais para detectar pesticidas em produtos individuais antes do consumo são restritas na prática pelo alto custo e pela fabricação complicada de seus sensores. Para superar isso, desenvolvemos nanossensores baratos e reprodutíveis que podem ser usados ​​para monitorar traços de pesticidas de frutas, por exemplo, na loja.”

Os novos nanossensores empregam uma descoberta da década de 1970 conhecida como dispersão Raman intensificada pela superfície, ou SERS, uma poderosa técnica de detecção que pode aumentar os sinais de diagnóstico de biomoléculas em superfícies metálicas em mais de 1 milhão de vezes. A tecnologia tem sido utilizada em diversos campos de pesquisa, incluindo análises químicas e ambientais, bem como para detectar biomarcadores para diversas doenças. No entanto, os altos custos de produção e a limitada reprodutibilidade de lote a lote impediram até agora a aplicação generalizada em diagnósticos de segurança alimentar.

Tecnologia de spray de chama

No estudo atual, os pesquisadores criaram um nanossensor SERS usando spray de chama – uma técnica bem estabelecida e econômica para depositar revestimento metálico – para fornecer pequenas gotas de nanopartículas de prata em uma superfície de vidro.

O spray de chama pode ser usado para produzir rapidamente filmes SERS uniformes em grandes áreas, removendo uma das principais barreiras à escalabilidade ”, disse o Dr. Haipeng Li, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Sotiriou e primeiro autor do estudo.

Os pesquisadores então ajustaram a distância entre as nanopartículas de prata individuais para aumentar sua sensibilidade. Para testar sua capacidade de detecção de substâncias, eles aplicaram uma fina camada de corante marcador em cima dos sensores e usaram um espectrômetro para descobrir suas impressões digitais moleculares. Os sensores detectaram de forma confiável e uniforme os sinais moleculares e seu desempenho permaneceu intacto quando testado novamente após 2,5 meses, o que ressalta seu potencial de vida útil e viabilidade para produção em larga escala, de acordo com os pesquisadores.

Pesticidas detectados em maçãs

Para testar a aplicação prática dos sensores, os pesquisadores os calibraram para detectar baixas concentrações de etil paration, um inseticida agrícola tóxico que é proibido ou restrito na maioria dos países. Uma pequena quantidade de etil paration foi colocada em parte de uma maçã. Os resíduos foram posteriormente coletados com um cotonete que foi imerso em uma solução para dissolver as moléculas do agrotóxico. A solução foi lançada no sensor, o que confirmou a presença de agrotóxicos.

“Nossos sensores podem detectar resíduos de pesticidas nas superfícies das maçãs em um curto período de cinco minutos sem destruir a fruta”, disse o Dr.Haipeng Li. “Embora precisem ser validados em estudos maiores, oferecemos uma aplicação prática de prova de conceito para testes de segurança alimentar em escala antes do consumo.”

Em seguida, os pesquisadores querem explorar se os nanossensores podem ser aplicados a outras áreas, como a descoberta de biomarcadores para doenças específicas no ponto de atendimento em ambientes com recursos limitados.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

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

Fonte: Instituto Karolinska.  Imagem: Pixabay.

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