p (PhysOrg.com) - Os pesquisadores do MIT criaram um novo detector tão sensível que pode detectar uma única molécula de um explosivo como o TNT. p Para criar os sensores, engenheiros químicos liderados por Michael Strano revestidos de nanotubos de carbono - ocos, cilindros de um átomo de espessura feitos de carbono puro - com fragmentos de proteínas normalmente encontrados no veneno de abelha. Esta é a primeira vez que essas proteínas mostraram reagir a explosivos, especificamente uma classe conhecida como compostos nitro-aromáticos que incluem TNT.

p Se desenvolvido em dispositivos comerciais, tais sensores seriam muito mais sensíveis do que os detectores de explosivos existentes - comumente usados ​​em aeroportos, por exemplo - que usa espectrometria para analisar partículas carregadas à medida que se movem pelo ar.

p "Os espectrômetros de mobilidade iônica são amplamente implantados porque são baratos e muito confiáveis. No entanto, esta próxima geração de nanosensores pode melhorar isso tendo o limite de detecção final, [detectando] moléculas individuais de explosivos em temperatura ambiente e pressão atmosférica, "diz Strano, the Charles (1951) e Hilda Roddey Professora Associada de Desenvolvimento de Carreira de Engenharia Química.

p Um ex-aluno de pós-graduação no laboratório de Strano, Daniel Heller (agora Damon Runyon Fellow no Instituto David H. Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT), é o autor principal de um artigo que descreve a tecnologia no Proceedings of the National Academy of Sciences . O jornal está online esta semana.

p Strano entrou com um pedido de patente da tecnologia, que faz uso de fragmentos de proteínas chamados bombolitinas. "Os cientistas estudaram esses peptídeos, mas até onde sabemos, eles nunca mostraram ter afinidade e reconhecer moléculas explosivas de qualquer forma, " ele diz.

p Nos últimos anos, O laboratório de Strano desenvolveu sensores de nanotubos de carbono para uma variedade de moléculas, incluindo óxido nítrico, peróxido de hidrogênio e agentes tóxicos, como o gás nervoso sarin. Esses sensores tiram vantagem da fluorescência natural dos nanotubos de carbono, acoplando-os a uma molécula que se liga a um alvo específico. Quando o alvo está vinculado, a fluorescência dos tubos aumenta ou diminui.

p O novo sensor de explosivos funciona de uma maneira ligeiramente diferente. Quando o alvo se liga às proteínas do veneno de abelha que revestem os nanotubos, ele muda o comprimento de onda da luz fluorescente, em vez de mudar sua intensidade. Os pesquisadores construíram um novo tipo de microscópio para ler o sinal, que não pode ser visto a olho nu. Este tipo de sensor, O primeiro de sua espécie, é mais fácil de trabalhar porque não é influenciado pela luz ambiente.

p "Para um sensor fluorescente, usar a intensidade da luz fluorescente para ler o sinal é mais sujeito a erros e mais ruidoso do que medir um comprimento de onda, "Strano diz.

p Cada combinação nanotubo-peptídeo reage de maneira diferente a diferentes compostos nitro-aromáticos. Ao usar vários nanotubos revestidos em diferentes bombolitinas, os pesquisadores podem identificar uma "impressão digital" única para cada explosivo que desejam detectar. Os nanotubos também podem detectar os produtos de decomposição desses explosivos.

p "Compostos como o TNT se decompõem no ambiente, criando outros tipos de moléculas, e esses derivados também podem ser identificados com este tipo de sensor, "Strano diz." Porque as moléculas no ambiente estão constantemente se transformando em outros produtos químicos, precisamos de plataformas de sensores que possam detectar toda a rede e classes de produtos químicos, em vez de apenas um tipo. "

p Os pesquisadores também mostraram que os nanotubos podem detectar dois pesticidas que também são compostos nitro-aromáticos, tornando-os potencialmente úteis como sensores ambientais. A pesquisa foi financiada pelo Institute for Soldier Nanotechnologies no MIT.

p Philip Collins, professor de física da Universidade da Califórnia em Irvine, diz que a nova abordagem é uma nova extensão do trabalho anterior de Strano em sensores de nanotubos de carbono. "É bom o que eles fizeram - combinaram algumas coisas diferentes que não são sensíveis a explosivos, e mostrado que a combinação é sensível, "diz Collins, que não esteve envolvido nesta pesquisa.

p A tecnologia já atraiu interesse comercial e militar, Strano diz. Para que o sensor se torne prático para uso generalizado, teria que ser acoplado a um concentrador disponível comercialmente que colocaria quaisquer moléculas flutuando no ar em contato com os nanotubos de carbono.

p "Isso não significa que estamos prontos para colocá-los no metrô e detectar explosivos imediatamente. Mas significa que agora o próprio sensor não é mais o gargalo, "Strano diz." Se houver uma molécula em uma amostra, e se você conseguir chegar ao sensor, agora você pode detectar e quantificar. "