Desarrollan nanosensores que detectan pesticidas en las frutas en minutos

Investigadores del Instituto Karolinska de Suecia han desarrollado un diminuto sensor hecho con nanopartículas de plata que detecta pesticidas en la fruta en cuestión de cinco minutos. El dispositivo se encuentra en fase inicial, pero se espera que nos ayude a detectar pesticidas antes de consumir alimentos.

Un grupo de investigadores del prestigioso Instituto Karolinska de Suecia ha desarrollado un nanosensor hecho con nanopartículas de plata capaz de detectar pesticidas en la fruta en un lapso de tiempo de solo cinco minutos. El sensor se encuentra aún en fase inicial y los científicos esperan que nos ayuden a descubrir la presencia de pesticidas en alimentos antes de que nos los comamos. El artículo se ha publicado en la revista Advanced Science.

"Los informes muestran que hasta la mitad de las frutas que se venden en la UE contienen residuos de pesticidas que, en grandes cantidades, se han relacionado con problemas de salud humana", afirma Georgios Sotiriou, investigador principal del Departamento de Microbiología, Tumores y Biología Celular del Instituto Karolinska, y autor del estudio. "Sin embargo, las técnicas actuales para detectar pesticidas en productos individuales antes de su consumo se ven limitadas en la práctica por el alto coste y la engorrosa fabricación de sus sensores. Para superar esto, desarrollamos nanosensores baratos y reproducibles que podrían utilizarse para controlar las trazas de pesticidas en la fruta, por ejemplo, en la tienda".

Manzanas
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Los nanosensores de este estudio basan su funcionamiento en la dispersión Raman mejorada en superficie o SERS, una potente técnica de detección que desarrolló en los años 70 y que puede aumentar las señales de diagnóstico de las biomoléculas en las superficies metálicas en más de un millón de veces. No en vano, esta tecnología se ha utilizado en varios campos de investigación, como el análisis químico y medioambiental, así como para detectar biomarcadores de diversas enfermedades. Sin embargo, los elevados costes de producción y la limitada reproducibilidad entre lotes han dificultado hasta ahora su aplicación generalizada en el campo de la seguridad alimentaria.

La pulverización de llama

Los investigadores crearon el nanosensor SERS usando la pulverización de llama. Se trata de una técnica bien conocida y rentable que se usa para depositar recubrimientos metálicos. En este caso se han depositado pequeñas gotas de nanopartículas de plata en una superficie de vidrio. "El spray de llama puede utilizarse para producir rápidamente películas SERS uniformes en grandes áreas, eliminando una de las principales barreras para la escalabilidad", dice Haipeng Li, que también ha participado en el estudio.

A continuación, los investigadores ajustaron la distancia entre las nanopartículas de plata para mejorar su sensibilidad. Para comprobar su capacidad de detección de sustancias, aplicaron una fina capa de colorante trazador sobre los sensores y utilizaron un espectrómetro para descubrir sus huellas moleculares. Según los investigadores, los sensores detectaron de forma fiable y uniforme las señales moleculares y su rendimiento se mantuvo intacto cuando se volvieron a probar después de 2,5 meses, lo que subraya su potencial de vida útil y su viabilidad para la producción a gran escala.

Detección de pesticidas en las manzanas

Para probar los sensores, los investigadores los calibraron para detectar bajas concentraciones de paratión-etilo, un insecticida agrícola tóxico que está prohibido o restringido en la mayoría de los países. Se colocó una pequeña cantidad de paratión-etilo en parte de una manzana. Posteriormente se recogieron los residuos con un bastoncillo de algodón que se sumergió en una solución para disolver las moléculas del pesticida. La solución se dejó caer sobre el sensor, que confirmó la presencia de pesticidas.

"Nuestros sensores pueden detectar residuos de plaguicidas en la superficie de las manzanas en un breve plazo de cinco minutos sin destruir la fruta", afirma Haipeng Li. "Aunque tienen que ser validados en estudios más amplios, ofrecemos una prueba de concepto de aplicación práctica para las pruebas de seguridad alimentaria a escala antes del consumo".

El próximo objetivo de los investigadores es ver si los nanosensores pueden aplicarse a otras áreas, como el descubrimiento de biomarcadores para enfermedades específicas en entornos con recursos limitados.

 

Referencia: Haipeng Li, Padryk Merkl, Jens Sommertune, Thomas Thersleff, and Georgios A. Sotiriou. 2022. SERS Hotspot Engineering by Aerosol Self-Assembly of Plasmonic Ag Nanoaggregates with Tunable Interparticle Distance. Advanced Science. DOI: 10.1002/advs.202201133

Mar Aguilar

Mar Aguilar

Me hubiera gustado ser médica pero le tengo terror a la sangre. Con más de 11 años de experiencia en el ámbito periodístico, aprendo cada día un poco más acerca del apasionante mundo que es la ciencia. Puedes escribirme a maguilar@zinetmedia.es

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