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UNL
Biosensor electroquímico
Económico y rápido, identifican contaminantes ambientales
Un biosensor diseñado por investigadores de la UNL permite detectar simultáneamente la
presencia de hasta cinco compuestos fenólicos en muestras ambientales. Son contaminantes,
principalmente asociados a basurales, curtiembres e industrias.
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.
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