E se uma única nota musical pudesse significar a diferença entre a vida e a morte?

Um novo sensor baseado em 3, Um instrumento musical africano de 000 anos pode ser usado para identificar substâncias, incluindo um produto químico venenoso às vezes adicionado por engano a medicamentos. O sensor mbira, que podem ser construídos a partir de materiais prontos para uso ou descartados, poderia oferecer aos farmacêuticos e consumidores no mundo em desenvolvimento proteção barata contra medicamentos falsificados e adulterados.

A Organização Mundial da Saúde estima que 10% de todos os medicamentos em países de baixa e média renda são falsificados. As tecnologias existentes para identificar medicamentos falsificados são caras e exigem técnicos especializados, nenhum dos quais está prontamente disponível em grande parte do mundo em desenvolvimento.

O dispositivo, construído por um engenheiro da Universidade da Califórnia, Riverside, e descrito em um artigo publicado hoje em ACS Omega , pode medir com precisão a densidade de qualquer líquido. Comparar a densidade de um medicamento líquido suspeito com a densidade do produto conhecido pode revelar se os dois medicamentos têm ou não os mesmos ingredientes.

A pesquisa foi inspirada na observação de que as frequências sonoras criadas por um instrumento musical são determinadas pelas propriedades físicas do instrumento. Por exemplo, o tom de uma corda de violão é uma função do comprimento e da tensão da corda.

"Podemos adicionar uma amostra a um instrumento musical, medir a mudança resultante nas notas do instrumento, e usar essa alteração para determinar informações sobre a amostra e suas propriedades? "perguntou William Grover, professor assistente de bioengenharia na Faculdade de Engenharia Marlan e Rosemary Bourns da UCR.

Descobrir, Grover e sua equipe modificaram um mbira, ou kalimba, um instrumento musical originário da África feito de pinos graduados de metal presos a uma caixa de ressonância. Os dentes tocam notas musicais diferentes quando puxados com o dedo. Ao substituir os pinos de metal por um pedaço de tubo de metal dobrado e injetar um líquido, Grover comparou a frequência das notas musicais feitas pelo tubo cheio e vazio para medir a densidade do líquido. Vazio, o tubo tocou uma nota de sol sustenido; quando cheio de água, tocou um Fá sustenido.

Com restos de madeira e tubos que encontrou em sua garagem, Grover construiu um novo dispositivo do zero. Os experimentos determinaram que o tubo sensor de mbira ideal tinha paredes finas e um comprimento não inferior a 50 milímetros. Seus alunos usaram o dispositivo para medir a densidade de tudo, desde a água do rio local ao leite de búfala na Índia, mas eles logo decidiram detectar medicamentos perigosos como a primeira aplicação ideal para seu sensor.

Um adulterante às vezes encontrado em medicamentos falsificados para resfriado é o dietilenoglicol, um veneno que parece, gostos, e cheira a glicerol, um xarope que contém os ingredientes ativos de muitos remédios para resfriado e gripe. Desde 1985, um envenenamento em massa fatal causado por medicamentos contendo dietilenoglicol ocorreu em algum lugar do mundo, em média, a cada dois anos, com um número de mortos combinado na casa das centenas. Um sensor barato, utilizável por especialistas e consumidores, salvaria vidas.

Os pesquisadores primeiro confirmaram que seu sensor de mbira poderia dizer a diferença entre o glicerol inofensivo e o dietilenoglicol mortal. Depois de preencher o sensor com cada substância, gravando suas notas musicais usando um smartphone, e enviar as gravações para um site de análise criado por eles (mbira.groverlab.org), eles descobriram que o glicerol e o dietilenoglicol fazem anotações cujas frequências diferem em 10 hertz.

Esta é uma diferença muito pequena para notar de ouvido, mas é facilmente detectável pelo software do site. Mostra que alguém que usa o sensor mbira e um smartphone consegue distinguir facilmente essas duas substâncias.

Os pesquisadores então testaram seis lotes diferentes de um remédio popular para resfriado e gripe comprado em várias farmácias na área de Riverside. Todas as amostras fizeram a mesma nota musical quando carregadas no sensor. Isso sugere que as amostras do medicamento eram idênticas e autênticas, e que qualquer amostra da droga que produza uma nota musical diferente deve ser quimicamente diferente da droga autêntica e pode ser falsificada ou adulterada.

O sensor pode ajudar as empresas farmacêuticas ou farmacêuticos de manipulação no mundo em desenvolvimento a verificar os frascos de glicerol que podem ter sido etiquetados incorretamente, involuntariamente ou não, pelo fabricante ou distribuidor. Também pode ajudar os consumidores a detectar medicamentos falsificados, comparando a densidade de uma amostra suspeita com uma amostra boa conhecida do mesmo medicamento.

Medir a densidade como uma nota musical também apresenta a possibilidade surpreendente de escrever a frequência usando notação musical facilmente interpretada por qualquer pessoa que leia música, com pouco ou nenhum treinamento científico. Por esta razão, os autores incluíram versões de notação musical das medidas de densidade no artigo.