Os pesquisadores usaram os restos fossilizados de algas para dar um passo importante em direção à detecção mais sensível de contaminantes nocivos nos alimentos.

As descobertas são importantes porque as estatísticas de doenças transmitidas por alimentos pintam um quadro nítido:a cada ano, 48 milhões de pessoas adoecem por causa de alimentos contaminados, 128, 000 acabam no hospital, e 3, 000 morrem, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças.

O trabalho de Alan Wang, da Faculdade de Engenharia da Oregon State University e de colaboradores na China, envolveu diatomita, que é derivado de paredes celulares fossilizadas de diatomáceas, e nanopartículas de ouro.

Diatomáceas, cujas espécies somam mais de 200, 000, têm grande potencial para biossensor, com suas intrincadas paredes celulares, conhecido como frustules, oferecendo aplicações nanotecnológicas promissoras.

Diatomita, Wang observa, "é essencialmente composto de biossílica hidratada com nanoporos periódicos e possui características de cristal fotônico."

Esses recursos permitem que a nanoestrutura altere o movimento da luz - pense na iridescência das opalas, gemas com as quais as frústulas das diatomáceas foram comparadas.

"Nesta pesquisa, os recursos de cristal fotônico aumentam a intensidade do campo óptico, o que significa detecção com maior sensibilidade, "disse Wang, professor associado de engenharia elétrica e da computação.

Os pesquisadores usaram a diatomita como a matriz de uma placa de cromatografia em camada fina e também como o substrato para o espalhamento Raman aprimorado pela superfície.

Cromatografia de camada fina, ou TLC, é um antigo, tecnologia simples amplamente utilizada na separação de pequenas moléculas, e espectroscopia Raman com superfície melhorada, conhecido como SERS, é uma plataforma de detecção de agentes químicos e biológicos.

"Em conjunto, SERS e TLC podem criar um método poderoso para identificação no local de contaminantes que é simples e rápido e não requer pré-processamento de amostra complicado, "Disse Wang.

Wang e pesquisadores de duas universidades na China - Liaoning Shihua University e Shandong University of Science and Technology - construíram um dispositivo de cristal fotônico "laboratório em um chip" que monitorou com sucesso a histamina em salmão e atum.

“A histamina vem da decomposição da carne, Wang disse. “Não tem cheiro nem sabor e o consumo resulta em sintomas como dores de cabeça e erupções cutâneas. O peixe fresco geralmente contém quantidades insignificantes de histamina, mas alguns peixes como o atum e a sardinha são particularmente suscetíveis a produzi-los se não forem armazenados adequadamente antes do consumo. "

Não só é impossível para as pessoas saberem se estão comendo histamina, historicamente, também foi difícil detectá-lo cientificamente.

"Na solução é muito fácil, mas enterrado na comida é muito difícil simplesmente por causa de toda a interferência de fundo resultante dos complicados componentes da carne, "disse ele." Proteínas, gorduras, carboidratos, todos eles obscurecem o sinal de histamina quando você está tentando detectá-lo. "

Mas as propriedades do cristal fotônico da diatomita atuam como uma ferramenta inovadora, amplificador poderoso para detecção óptica.

"As nanopartículas de ouro e a camada de diatomita fornecem quase 10 vezes a intensidade do sinal SERS em comparação com uma placa de cromatografia de gel de sílica comum, "Disse Wang." Fizemos um dispositivo simples e barato para isolar e identificar contaminantes. Este dispositivo on-chip pode ser aplicado como um biossensor barato e robusto para monitorar uma variedade de ingredientes prejudiciais em amostras de alimentos. "