Metais pesados, como chumbo e cádmio, são encontrados em baterias, cosméticos, alimentos e outros itens do dia a dia. São tóxicos quando se acumulam no organismo humano e podem potencialmente causar diversos problemas de saúde, mas detectá-los em fluidos corporais requer equipamentos caros e um ambiente laboratorial controlado. Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) no Brasil desenvolveram agora um sensor vestível feito de materiais simples para detectar metais pesados no suor e fáceis de remover.
A pesquisa foi apoiada pela FAPESP (projetos 16/01919-6 e 16/06612-6) e grupos participantes dos Institutos de Física (IFSC) e Química (IQSC) de São Carlos e por colaboradores da Universidade de Munique na Alemanha e Chalmers Universidade de Tecnologia da Suécia.
Os resultados são publicados em um artigo na revista Chemosensors. “Recebemos 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. A intoxicação por chumbo danifica o sistema nervoso central e causa irritabilidade, comprometimento cognitivo, fadiga, infertilidade, hipertensão em adultos e atraso no crescimento e desenvolvimento em crianças”, disse Paulo Augusto Raymundo Pereira, autor final do artigo e pesquisador do IFSC-USP.
Os seres humanos excretam metais pesados principalmente por meio do suor e da urina, e a análise desses biofluidos é uma parte importante dos testes e tratamentos toxicológicos. “O mundo precisa de sensores flexíveis que, como o nosso dispositivo, possam ser produzidos em massa de forma fácil, barata e rápida para detectar compostos perigosos no local, monitorá-los continuamente e analisá-los de maneira descentralizada”, disse ele.
Ao contrário de outros testes padrão ouro para detecção de metais pesados em biofluidos, o sensor é simples em relação aos materiais utilizados em sua fabricação e às etapas de sua fabricação. “A base do dispositivo é o tereftalato de polietileno [PET], em seguida, uma fita de cobre condutora e flexível, uma etiqueta como a que você compra em uma papelaria com um 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 de energia e baixo custo”, disse Robson R. da Silva, pesquisador da Chalmers University of Technology, na Suécia, e coautor do artigo.
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O dispositivo é conectado a um potenciostato, um instrumento portátil que determina a concentração de cada metal medindo as 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 utilizado tanto por leigos sem treinamento quanto por técnicos em locais como hospitais, clínicas e consultórios médicos. O dispositivo também pode ser usado em várias situações de gerenciamento ambiental. “Os poços artesianos, por exemplo, são regulamentados e devem ser constantemente monitorados para analisar a qualidade da água. Nosso sensor pode ser extremamente útil nesses casos”, disse Anderson M. de Campos, primeiro 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 ideais de teste. Ajustes são necessários antes que o dispositivo possa ser patenteado. “Até que a invenção fosse concluída, não encontramos relatos de sensores de cobre flexíveis sendo usados para detectar metais tóxicos no suor, mas uma pesquisa anterior provavelmente produziria algo semelhante e potencialmente bloquearia um pedido de patente”, disse Marcelo L. Calegaro, outro co – Autor do artigo e pesquisador do IQSC-USP.
Para evitar esse problema, ele está trabalhando em refinamentos e aplicações adicionais. Uma ideia seria substituir o estágio de corrosão que produz resíduos por um corte em uma máquina de papel. Outra seria usar o mesmo tipo de aparelho para detectar agrotóxicos na água e nos alimentos.
Relação: de Campos AM, Silva RR, Calegaro ML, Raymundo-Pereira PA. Projeto e fabricação de um sensor de cobre flexível decorado com micro/nanodendrita de bismuto para a detecção de chumbo e cádmio em amostras de suor não invasivas. sensores químicos. 2022;10(11):446. doi:10.3390/chemosensors10110446
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