Tomar una muestra de agua, ponerla en contacto con un biosensor –similar a las cintas reactivas que usan pacientes diabéticos- conectado a un procesador portátil y saber, en tiempo real, si contiene hasta cinco sustancias contaminantes diferentes. Este es el objetivo de un grupo de investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL). “De acuerdo a los estudios realizados, creemos que vamos a superar los resultados que existen hasta el presente a nivel comercial porque este tipo de bioanálisis brinda ventajas operativas”, explicó Silvia Hernández, investigadora de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) de la UNL.
Un rasgo distintivo del desarrollo recientemente publicado es la posibilidad de hacer un análisis de múltiples variables que caracterizan a una muestra, es decir, atento a la presencia de diferentes compuestos. Según explicó Hernández, mientras que en un laboratorio se utilizan instrumentos de alta complejidad para caracterizar y separar físicamente cada sustancia, con este dispositivo se logra por la combinación de una enzima y de un procesamiento matemático de la corriente generada.
“Cuando el dispositivo se pone en contacto con la muestra de agua se registra el comportamiento de la corriente eléctrica. Se aplica un algoritmo que sabe qué cantidad contiene de cada uno de los compuestos de una familia de contaminantes. Para eso el dispositivo debe calibrarse y entrenarse”, señaló Hernández.
De esta forma los investigadores lograron calibrar el sistema para la detección de cinco tipos de compuestos fenólicos, sustancias que pueden contaminar las aguas, tanto superficiales como subterráneas.
Cómo funciona
La detección de un compuesto se logra, en este caso, gracias a un biosensor formado por una enzima obtenida del rabanito que actúa como elemento de reconocimiento. Esta enzima está acoplada a un electrodo o sensor, de esta manera se obtiene una mediada sensible y selectiva.
Si bien existen sensores comerciales, los investigadores también avanzan en el desarrollo propio y para eso trabajan en pastas a base de grafito, modificadas con nanopartículas y partículas magnéticas. “El desafío es construir dispositivos con insumos nacionales y para eso estamos trabajando e investigando de forma interdisciplinaria”, destacó Hernández.
“La enzima que utilizamos reacciona con dos tipos de sustancias, por un lado con el agua oxigenada y por el otro con los compuestos fenólicos. Precisamente, es sensible en el reconocimiento porque es capaz de oxidar los compuestos fenólicos y de generar un intercambio de electrones. Esto puede ser medido como pequeñas corrientes eléctricas”, contó.
Luego, mediante técnicas electroquímicas se recogen las respuestas, donde cada compuesto fenólico presenta un pico de corriente característico. Para poder distinguir aquellos picos que se superponen, los investigadores usaron algoritmos matemáticos de programas informáticos nacionales.
El objetivo era poder determinar de muestras reales, tomadas en campo, cuánto hay de cada uno de los cinco compuestos fenólicos que es capaz de identificar el biosensor.
El ensayo se realizó sobre 11 muestras extraídas de diferentes cuerpos de agua superficiales y subterráneos de la provincia de Santa Fe y Entre Ríos ubicados en cercanías de zonas potencialmente contaminadas como curtiembres y basurales.
“Los fenoles se asocian a zonas cercanas a curtiembres, industrias y basurales. Los compuestos generalmente son tóxicos, pero su origen pueden ser muy variados porque la familia de fenoles es muy versátil en la industria”, detalló.
Además, Hernández destacó que los fenoles también pueden aparecer en el proceso de degradación de algunos pesticidas. “Se encontraron compuestos fenólicos en la mayoría de las muestras recogidas de zonas donde se utilizan agroquímicos”, puntualizó.
Este trabajo del Laboratorio de Sensores y Biosensores de la FBCB fue desarrollado por Silvia Hernández y Silvina Kergaravat.