Com informações da Agência Fapesp - 26/03/2014
Outra novidade é a integração do sensores com aplicativos que rodam em smartphones, reduzindo ainda mais o custo operacional e facilitando o uso dos novos sensores.
[Imagem: Maiara Oliveira Salles]
Pesquisadores do Instituto de Química da Universidade de São Paulo
(USP) desenvolveram dois novos tipos de sensores que podem ajudar
detectar drogas e substâncias perigosas, monitorar o meio ambiente e, no
futuro, ajudar a rastrear doenças.
A grande vantagem do trabalho é substituir métodos caros e materiais
especiais de laboratório por papel simples, como folhas de sulfite e
filtro de papel similar ao usado para coar café.
O primeiro é um sensor eletroquímico, baseado em reações químicas que
produzem energia. O segundo sensor é colorimétrico, fundamentado na
quantificação de uma substância pela percepção da cor.
"Tivemos a ideia de desenvolver dispositivos usando folha de sulfite
ou outros tipos de papel utilizados em impressoras convencionais porque
são materiais abundantes e fáceis de serem conseguidos em qualquer lugar
do mundo", disse Thiago Régis da Paixão, coordenador do projeto.
Outra novidade foi introduzida pela pesquisadora Maiara Oliveira
Salles, que integrou os sensores a aplicativos que rodam em smartphones,
reduzindo ainda mais o custo operacional e facilitando o uso da
plataforma.
Isso permitirá o rastreamento de substâncias e o monitoramento de
doenças "em locais remotos, sem a necessidade da infraestrutura de um
laboratório de análise e pessoas treinadas para usá-los," afirmou
Paixão.
Sensores de papel
Os pesquisadores utilizam uma impressora de cera para imprimir na
superfície de uma folha de papel sulfite círculos brancos, com diâmetro
de 1,6 centímetro e separados um do outro, onde são colocadas soluções
ou amostras do material que se pretende analisar.
As folhas impressas são colocadas em uma estufa ou prensa térmica por
três minutos e a 120 ºC. O processo de aquecimento faz com que a cera
derreta e penetre todas as camadas do papel, formando uma barreira
hidrofóbica (impermeável) que possibilita que a solução só penetre e
fique confinada nos círculos brancos, que não receberam a impressão da
cera.
Por meio de uma transparência com desenhos vazados, os pesquisadores
pintam eletrodos na folha de sulfite impressa, utilizando uma tinta com
condutividade elétrica (condutora) de prata.
Após a secagem da tinta, cada célula eletroquímica é recortada com
uma tesoura, de modo a formar um dispositivo eletroquímico descartável
com três eletrodos.
Ao ser conectado a um potenciostato (equipamento usado para aplicar
um potencial e medir a corrente elétrica de uma solução condutora), o
sensor eletroquímico à base de papel pode detectar ácido pícrico - um
explosivo - e chumbo, que é um componente de resíduos de pólvora,
afirmou Paixão.
O sensor colorimétrico inclui nos círculos brancos - desta vez
impressos em papel de filtro - compostos químicos que reagem que as
substâncias que se deseja monitorar.
Aplicações
Além de detectar explosivos, os sensores têm sensibilidade para íons
cloreto e metais pesados, o que possibilita a sua utilização para
monitoramento ambiental.
O projeto dos pesquisadores inclui o aprimoramento dos sensores também para uso na área de saúde e na detecção de drogas.
O mesmo princípio tecnológico dos sensores poderá dar origem a uma
alternativa mais barata para as tiras de teste glicosímetro, usadas para
monitorar os níveis de glicose em pacientes com diabetes.
"A fita utilizada no teste do glicosímetro talvez seja substituída, no futuro, por uma folha de papel," estimou Paixão.
Bibliografia:
Fabrication of disposable electrochemical devices using silver ink and office paper
William Araújo, Thiago Régis Longo César Paixão
Analyst
Vol.: First published online
DOI: 10.1039/C4AN00097H
Explosive colorimetric discrimination using a smartphone, paper device and chemometrical approach
M. O. Salles, G. N. Meloni, W. R. de Araújo, T. R. L. C. Paixão
Analytical Methods
Vol.: First published online
DOI: 10.1039/c3ay41727a
Outra novidade é a integração do sensores com aplicativos que rodam em smartphones, reduzindo ainda mais o custo operacional e facilitando o uso dos novos sensores.
[Imagem: Maiara Oliveira Salles]
(USP) desenvolveram dois novos tipos de sensores que podem ajudar
detectar drogas e substâncias perigosas, monitorar o meio ambiente e, no
futuro, ajudar a rastrear doenças.
A grande vantagem do trabalho é substituir métodos caros e materiais
especiais de laboratório por papel simples, como folhas de sulfite e
filtro de papel similar ao usado para coar café.
O primeiro é um sensor eletroquímico, baseado em reações químicas que
produzem energia. O segundo sensor é colorimétrico, fundamentado na
quantificação de uma substância pela percepção da cor.
"Tivemos a ideia de desenvolver dispositivos usando folha de sulfite
ou outros tipos de papel utilizados em impressoras convencionais porque
são materiais abundantes e fáceis de serem conseguidos em qualquer lugar
do mundo", disse Thiago Régis da Paixão, coordenador do projeto.
Outra novidade foi introduzida pela pesquisadora Maiara Oliveira
Salles, que integrou os sensores a aplicativos que rodam em smartphones,
reduzindo ainda mais o custo operacional e facilitando o uso da
plataforma.
Isso permitirá o rastreamento de substâncias e o monitoramento de
doenças "em locais remotos, sem a necessidade da infraestrutura de um
laboratório de análise e pessoas treinadas para usá-los," afirmou
Paixão.
Sensores de papel
Os pesquisadores utilizam uma impressora de cera para imprimir na
superfície de uma folha de papel sulfite círculos brancos, com diâmetro
de 1,6 centímetro e separados um do outro, onde são colocadas soluções
ou amostras do material que se pretende analisar.
As folhas impressas são colocadas em uma estufa ou prensa térmica por
três minutos e a 120 ºC. O processo de aquecimento faz com que a cera
derreta e penetre todas as camadas do papel, formando uma barreira
hidrofóbica (impermeável) que possibilita que a solução só penetre e
fique confinada nos círculos brancos, que não receberam a impressão da
cera.
Por meio de uma transparência com desenhos vazados, os pesquisadores
pintam eletrodos na folha de sulfite impressa, utilizando uma tinta com
condutividade elétrica (condutora) de prata.
Após a secagem da tinta, cada célula eletroquímica é recortada com
uma tesoura, de modo a formar um dispositivo eletroquímico descartável
com três eletrodos.
Ao ser conectado a um potenciostato (equipamento usado para aplicar
um potencial e medir a corrente elétrica de uma solução condutora), o
sensor eletroquímico à base de papel pode detectar ácido pícrico - um
explosivo - e chumbo, que é um componente de resíduos de pólvora,
afirmou Paixão.
O sensor colorimétrico inclui nos círculos brancos - desta vez
impressos em papel de filtro - compostos químicos que reagem que as
substâncias que se deseja monitorar.
Aplicações
Além de detectar explosivos, os sensores têm sensibilidade para íons
cloreto e metais pesados, o que possibilita a sua utilização para
monitoramento ambiental.
O projeto dos pesquisadores inclui o aprimoramento dos sensores também para uso na área de saúde e na detecção de drogas.
O mesmo princípio tecnológico dos sensores poderá dar origem a uma
alternativa mais barata para as tiras de teste glicosímetro, usadas para
monitorar os níveis de glicose em pacientes com diabetes.
"A fita utilizada no teste do glicosímetro talvez seja substituída, no futuro, por uma folha de papel," estimou Paixão.
Bibliografia:
Fabrication of disposable electrochemical devices using silver ink and office paper
William Araújo, Thiago Régis Longo César Paixão
Analyst
Vol.: First published online
DOI: 10.1039/C4AN00097H
Explosive colorimetric discrimination using a smartphone, paper device and chemometrical approach
M. O. Salles, G. N. Meloni, W. R. de Araújo, T. R. L. C. Paixão
Analytical Methods
Vol.: First published online
DOI: 10.1039/c3ay41727a
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