Os químicos da NUS desenvolveram sensores altamente seletivos e sensíveis baseados em polímeros impressos molecularmente (MIPs) para a detecção rápida de agentes tóxicos no local.

Agentes nervosos, como o conhecido agente VX, são uma classe de compostos orgânicos contendo fósforo que afetam gravemente nosso sistema nervoso. Esses compostos orgânicos, conhecido como organofosforados, são amplamente utilizados em muitos inseticidas e herbicidas. As técnicas analíticas convencionais para detectá-los incluem cromatografia, espectroscopia de fluorescência e imunoensaio. Contudo, essas técnicas geralmente envolvem equipamentos sofisticados ou procedimentos tediosos e demorados que tornam a detecção particularmente desafiadora.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof Sam LI do Departamento de Química, A NUS desenvolveu dois tipos de sensores analíticos que podem detectar esses agentes nervosos e outros compostos químicos tóxicos de uma maneira mais fácil, fornecendo os resultados em um tempo muito mais curto. Um dos sensores, que tem como alvo compostos não solúveis em água, é feito de um material termoplástico disponível comercialmente, fluoreto de polivinilideno (PVDF). O termoplástico PVDF foi fabricado usando um método baseado em MIP exclusivo desenvolvido pela equipe que usa polímeros diretamente em vez de monômeros. O outro sensor para detectar compostos químicos em soluções aquosas usa um polímero biologicamente compatível, polidopamina (PDA). A equipe desenvolveu um processo "seco" baseado em MIP durante o estágio de pré-montagem, de modo que uma variedade maior de espécies moleculares possa ser detectada por esses sensores.

Os sensores são produzidos usando uma técnica de impressão em escala molecular para criar padrões únicos das moléculas alvo em materiais poliméricos. Esses polímeros padronizados, conhecido como MIPs, irá então conter padrões específicos com espaços que se encaixam exatamente com as moléculas alvo. É como uma fechadura artificial minúscula na qual a molécula alvo funciona como a chave em miniatura. Os compostos químicos alvo, se presente no ambiente, será anexado ao filme do sensor, causando um aumento na massa. Ao anexar uma microbalança de cristal de quartzo piezoelétrico (QCM) a ele, esta mudança minúscula na massa pode ser facilmente detectada.

Prof Li disse, "Os sensores baseados em MIP podem detectar com precisão menos de 20 microgramas de pesticidas organofosforados, que são produtos químicos comumente usados ​​para frutas e hortaliças em 1 litro de água, em apenas três minutos. Os métodos convencionais normalmente completam a análise em um intervalo de tempo de cerca de 5 a 15 minutos. "

Prof Li adicionou, "O tamanho do kit de detecção pode ser potencialmente miniaturizado para cerca de metade do tamanho de um iPhone 8 para que possa ser transportado facilmente para uma análise rápida no local de ameaças potenciais."