Pesquisadores do Karolinska Institutet, 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 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 nano-sensores possam ajudar a descobrir pesticidas alimentares antes do consumo.
"Os relatórios mostram que até metade de todas as frutas vendidas na UE contêm resíduos de pesticidas que, em maior quantidade, estão ligados a problemas de saúde humana", diz Georgios Sotiriou, pesquisador principal do Departamento de Microbiologia, Tumores e Biologia Celular do Karolinska Institutet, e o autor correspondente do estudo. "No entanto, as técnicas atuais de detecção de 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 nanosensores baratos e reprodutíveis que podem ser usados ​​para monitorar traços de pesticidas de frutas em—por exemplo—a loja."

Os novos nano-sensores empregam uma descoberta da década de 1970 conhecida como espalhamento Raman aprimorado 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 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 nano-sensor 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”, diz 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 paration-etil, um inseticida agrícola tóxico que é proibido ou restrito na maioria dos países. Uma pequena quantidade de paration-etil 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 em superfícies de maçã em um curto período de cinco minutos sem destruir a fruta”, diz Haipeng Li. “Embora eles 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 nano-sensores podem ser aplicados a outras áreas, como a descoberta de biomarcadores para doenças específicas no ponto de atendimento em ambientes com recursos limitados. + Explorar mais

Nanossensores extremamente sensíveis podem detectar traços de moléculas