Pesquisadores criam sensor de baixo custo que detecta

imagem: sensor de cobre flexível feito de forma econômica usando materiais comuns: fita de cobre condutora, folha de filme transparente, etiqueta de papel, esmalte de unhas, solução de criação de circuitos e acetona
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Crédito: Anderson M. de Campos

Metais pesados ​​como chumbo e cádmio estão presentes em baterias, cosméticos, alimentos e outras coisas que fazem parte da vida cotidiana. Eles são tóxicos quando se acumulam no corpo humano, podendo causar vários problemas de saúde, mas detectá-los em fluidos corporais requer equipamentos caros e um ambiente de laboratório controlado. Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) no Brasil já desenvolveram um sensor vestível feito de materiais simples para detectar metais pesados ​​no suor, que é facilmente amostrado.

A pesquisa foi apoiada pela FAPESP (projetos 16/01919-6 Y 16/06612-6) e grupos envolvidos nos Institutos de Física (IFSC) e Química (IQSC) de São Carlos, além de colaboradores da Universidade de Munique, na Alemanha, e da Chalmers University of Technology, na Suécia.

Os resultados são publicados em um artigo na revista quimiossensores. “Obtemos informações importantes sobre a saúde de uma pessoa medindo sua exposição a metais pesados. Altos níveis de cádmio podem causar problemas fatais no trato respiratório, fígado e rins. O envenenamento por chumbo danifica o sistema nervoso central e causa irritabilidade, comprometimento cognitivo, fadiga, infertilidade, pressão alta em adultos e atraso no crescimento e desenvolvimento em crianças”, disse ele. Paulo Augusto Raymundo PereiraÚltimo autor do artigo e pesquisador do IFSC-USP.

Os seres humanos eliminam metais pesados ​​principalmente por meio do suor e da urina, e a análise desses biofluidos é uma parte fundamental dos testes e tratamentos toxicológicos. “O mundo precisa de sensores flexíveis que sejam produzidos em massa de maneira fácil, barata e rápida, como nosso dispositivo, para detecção no local, monitoramento contínuo e análise descentralizada de compostos perigosos”, disse ele.

Ao contrário de outros testes padrão-ouro para detectar metais pesados ​​em biofluidos, o sensor é simples em relação aos materiais utilizados para sua fabricação e às etapas de sua produção. “A base do aparelho é polietileno tereftalato [PET], sobre a qual há uma fita adesiva condutora de cobre flexível, uma etiqueta que pode ser comprada em papelarias, com o sensor impresso e uma camada protetora de esmalte ou spray. O cobre exposto é removido por imersão em solução de cloreto férrico por 20 minutos, seguida de lavagem em água destilada para promover a corrosão necessária. Tudo isso garante velocidade, escalabilidade, baixo consumo e baixo custo”, disse Robson R. da Silva, pesquisador da Chalmers University of Technology, na Suécia, e coautor do artigo.

O aparelho é conectado a um potenciostato, instrumento portátil que determina a concentração de cada metal por meio da medição das diferenças de potencial e corrente entre os eletrodos. O resultado é exibido em um computador ou smartphone usando o software aplicativo apropriado.

O sistema é simples o suficiente para ser usado por não especialistas não treinados, bem como técnicos em locais como hospitais, clínicas e consultórios médicos. O dispositivo também pode ser usado em vários tipos de situações de gerenciamento ambiental. “Os poços artesianos, por exemplo, são regulamentados e exigem monitoramento constante para analisar a qualidade da água. Nosso sensor pode ser extremamente útil nesses casos”, disse ele. Anderson M de Camposprimeiro autor do artigo e pesquisador da Universidade de Munique na Alemanha.

Refinamentos e possível patente

O desempenho do sensor na detecção de chumbo e cádmio foi avaliado em testes com suor artificial enriquecido em condições experimentais ideais. Adaptações são necessárias antes que o dispositivo possa ser patenteado. “Até que a invenção fosse finalizada, não encontramos relatos de sensores de cobre flexíveis sendo usados ​​para detectar metais tóxicos no suor, mas uma pesquisa anterior provavelmente retornaria algo semelhante, bloqueando potencialmente um pedido de patente”, disse ele. Marcelo L. Calegaroa outra coautora do artigo e pesquisadora do IQSC-USP.

Para evitar esse problema, ele está trabalhando em aplicativos e melhorias adicionais. Uma ideia seria substituir o estágio de corrosão, que produz resíduos, pelo corte de uma máquina de papel. Outra seria usar o mesmo tipo de aparelho para detectar agrotóxicos na água e nos alimentos.

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