As flores de algas verdes escuras são mais do que uma grande monstruosidade; eles revelam que um corpo de água pode ser inseguro para nadar ou beber. Atualmente, no entanto, não há um sistema de alerta eficaz para flores iminentes. Agora, pesquisadores em Materiais Nano Aplicados ACS relatam um indicador que muda de cor quando exposto a níveis crescentes de fosfatase alcalina – uma enzima que prevê o crescimento exponencial do fitoplâncton. Essa alteração pode ser detectada a olho nu ou por um smartphone.
Um excesso de fósforo em sistemas de água doce faz com que algas, como fitoplâncton e cianobactérias, cresçam fora de controle, transformando a água em uma "sopa de ervilha" desses organismos. As flores podem ameaçar o abastecimento de água potável porque algumas espécies de algas liberam odores desagradáveis ​​ou toxinas. Mas se as pessoas soubessem quando uma proliferação de algas provavelmente se desenvolveria, elas poderiam administrá-la removendo ou matando as algas antes que elas se tornassem um problema. Anteriormente, Jingjing Deng e seus colegas mostraram que a fosfatase alcalina ajuda a liberar fósforo biodisponível de compostos complexos, e que níveis crescentes da enzima podem prever a proliferação de algas relacionadas ao fósforo. No entanto, os métodos atuais de detecção de fosfatase alcalina não são muito sensíveis ou específicos. Assim, os pesquisadores queriam usar a reação catalisada pela fosfatase alcalina para induzir tanto a fluorescência quanto as mudanças de cor visíveis em uma amostra de água.

Para fazer o indicador de mudança de cor, os pesquisadores primeiro combinaram íons de cobre com guanosina-5-monofosfato, formando nanopartículas esféricas. Em seguida, eles incorporaram dois compostos (1,1,2,2-tetra(4-carboxilfenil)etileno e sulforrodamina 101) dentro das nanopartículas. O resultado final foi uma solução azul profundo em luz visível que fluoresceu um roxo-azulado sob luz UV. Na presença de fosfatase alcalina, a solução mudou para um tom rosado e uma forte fluorescência vermelha sob luz UV.

Os pesquisadores testaram o indicador com água de 13 locais de rios que tinham fósforo biodisponível limitado, calculando as proporções de fluorescência vermelha para azul com o aplicativo de digitalização de cores de um smartphone. Eles descobriram que o método digital portátil detectava de forma confiável a fosfatase alcalina e era tão robusto quanto as medições de bancada da fluorescência do indicador. Os pesquisadores também cultivaram cianobactérias produtoras de toxinas em laboratório, alimentando-as com compostos complexos contendo fósforo, e mediram as alterações da fosfatase alcalina. No terceiro dia, um grande aumento na atividade da enzima foi detectado com fluorescência e mudanças de cor visíveis. Alguns dias depois, as algas estavam crescendo exponencialmente. Como o indicador e o sistema baseado em smartphone detectaram o aumento da atividade antes de uma floração, os pesquisadores dizem que ele pode ser desenvolvido para monitoramento e previsão de campo em tempo real. + Explorar mais

A proliferação de algas nocivas torna-se detectável ao longo do oeste do Lago Erie