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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Título do artigo
Projeto e fabricação de um sensor de cobre flexível decorado com micro/nanodendritos de bismuto para detectar chumbo e cádmio em amostras de suor não invasivas
Artigo Data de publicação
27-out-2022
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