Crean sensor de bajo costo que detecta metales pesados en el sudor

Los metales pesados como el plomo y el cadmio están presentes en baterías, cosméticos, alimentos y otras cosas que forman parte de la vida cotidiana.

Son tóxicos cuando se acumulan en el organismo humano, causando potencialmente varios problemas de salud, pero detectarlos en los fluidos corporales requiere un equipo costoso y un ambiente de laboratorio controlado.

Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) en Brasil ahora desarrollaron un sensor portátil hecho de materiales simples para detectar metales pesados en el sudor, que se muestrea fácilmente.

“Obtenemos información importante sobre la salud de una persona midiendo su exposición a metales pesados.

Los altos niveles de cadmio pueden provocar problemas fatales en las vías respiratorias, el hígado y los riñones.

El envenenamiento por plomo daña el sistema nervioso central y provoca irritabilidad, deterioro cognitivo, fatiga, infertilidad, hipertensión arterial en adultos y retraso en el crecimiento y desarrollo en niños”, dijo Paulo Augusto Raymundo Pereira, último autor del artículo e investigador del IFSC-USP.

Los seres humanos eliminan los metales pesados principalmente a través del sudor y la orina, y el análisis de estos biofluidos es una parte clave de las pruebas toxicológicas y del tratamiento.

“El mundo necesita sensores flexibles que se produzcan en masa de manera fácil, económica y rápida, como lo es nuestro dispositivo, para la detección en el sitio, el monitoreo continuo y el análisis descentralizado de compuestos peligrosos”, dijo.

A diferencia de otras pruebas estándar de oro para detectar metales pesados en biofluidos, el sensor es simple en cuanto a los materiales utilizados para fabricarlo y las etapas de su producción.

“La base del dispositivo es tereftalato de polietileno [PET], encima de la cual hay una cinta adhesiva conductora de cobre flexible, una etiqueta de las que se pueden comprar en una papelería, con el sensor impreso en ella, y una capa protectora de clavo, barniz o spray.

El cobre expuesto se elimina por inmersión en solución de cloruro férrico durante 20 minutos, seguido de lavado en agua destilada para promover la corrosión necesaria.

Todo esto garantiza velocidad, escalabilidad, bajo consumo y bajo costo”, dijo Robson R. da Silva, investigador de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia y coautor del artículo.

El dispositivo está conectado a un potenciostato, un instrumento portátil que determina la concentración de cada metal midiendo las diferencias de potencial y corriente entre electrodos.

El resultado se muestra en una computadora o teléfono inteligente utilizando el software de aplicación apropiado.

El sistema es lo suficientemente simple para que lo utilicen no especialistas sin capacitación, así como técnicos en lugares como hospitales, clínicas y consultorios médicos.

El dispositivo también se puede utilizar en varios tipos de situaciones de gestión ambiental.

“Los pozos artesianos, por ejemplo, están regulados y requieren un monitoreo constante para analizar la calidad del agua.

Nuestro sensor puede ser extremadamente útil en tales casos”, dijo Anderson M. de Campos, primer autor del artículo e investigador de la Universidad de Munich en Alemania.

El rendimiento del sensor en la detección de plomo y cadmio se evaluó en pruebas con sudor artificial enriquecido en condiciones experimentales ideales.

Se requieren adaptaciones antes de que el dispositivo pueda ser patentado.

“Hasta que se finalizó la invención, no encontramos informes de sensores de cobre flexibles que se usaran para detectar metales tóxicos en el sudor, pero una búsqueda anterior probablemente arrojaría algo similar, lo que podría bloquear una solicitud de patente”, dijo Marcelo L. Calegaro, el otro coautor del artículo e investigador del IQSC-USP.

Para evitar este problema, está trabajando en mejoras y aplicaciones adicionales.

Una idea implicaría reemplazar la etapa de corrosión, que produce desechos, mediante el corte de una máquina de papel.

Otra sería usar el mismo tipo de dispositivo para detectar pesticidas en agua y alimentos.

Fuente: FAPESP