La nereistoxina adsorbida en la superficie del electrodo de Au promueve la transferencia de electrones entre los aniones ferricianuro con una fuerza iónica inusualmente baja. Crédito:Imagen reimpresa con permiso de Shimada, H .; Noguchi, S.; Yamamoto, METRO.; Nishiyama, K .; Kitamura, Y. e Ihara, T., Detección electroquímica de agentes neurotóxicos basada en su efecto de promoción de transferencia de electrones en un electrodo de Au, Química analítica, Sociedad Química Estadounidense (ACS), 2017, 89, 5742-5747. DOI:10.1021 / acs.analchem.6b04229. Copyright 2017 Sociedad Química Estadounidense.
La contaminación química por plaguicidas es un problema grave. Los métodos de detección pueden ser complicados, difícil de implementar y costoso. Sin embargo, Investigadores en Japón han descubierto un método para reducir el costo y simplificar el proceso de detección de una neurotoxina que se encuentra en varios pesticidas llamados Nereistoxin. Se espera que el método produzca técnicas de detección mejoradas.
Existe una cantidad limitada de datos sobre los impactos de los plaguicidas en la salud mundial, pero muchas lesiones y muertes en todo el mundo pueden atribuirse a su mal uso. La contaminación por plaguicidas de las fuentes de agua y alimentos es un problema muy grave, particularmente en países del tercer mundo. La detección de estos productos químicos en el cuerpo mediante métodos baratos y sencillos es una prioridad alta.
Ya se conocen métodos relativamente fáciles para analizar compuestos químicos solubles en grasa. Plaguicidas solubles en agua, por otra parte, son un poco más complicadas. A menudo necesitan pretratamientos problemáticos, como extracción y derivatización antes del análisis instrumental, como cromatografía de gases / espectrometría de masas (GC / MS) y cromatografía líquida / espectrometría de masas (LC / MS). por eso los investigadores de la Universidad de Kumamoto, Universidad de Konan, y la Policía de la Prefectura de Nagasaki en Japón comenzó a examinar métodos más simples para la detección de toxinas. Se centraron en Nereistoxin (NRT), una neurotoxina natural que se encuentra en varios pesticidas. El análisis típico para NRT requiere el uso de detectores de alto rendimiento.
Los investigadores demostraron que los NRT adsorbidos en la superficie de un electrodo de oro (a través de un enlace Au-S) producían una respuesta electroquímica fácilmente distinguible que, en presencia de un anión marcador de ferricianuro (0,5 milimolar (mM)), era más sensible que un electrodo de oro no tratado. Una condición crítica para esta técnica electroquímica es una concentración de electrolitos anormalmente baja (KCl 1,0 mM). Bajo estas bajas concentraciones, el electrodo desnudo midió una corriente de casi cero microamperios, mientras que un electrodo con una capa NRT superficial aceleraba significativamente la respuesta eléctrica. La capa NRT compensó en gran medida la desventaja que viene con los niveles bajos de KCl. Esta investigación es valiosa no solo por su utilidad como sensor simple y práctico, sino también por proporcionar un nuevo principio en química física para sensores.
Después de confirmar la viabilidad del método en otros plaguicidas neurotóxicos relacionados con NRT (Cartap, Tiociclam, y Bensultap) los investigadores evaluaron su capacidad para detectar neurotoxinas en suero humano. "Inicialmente encontramos una corriente no identificada cuando probamos el suero de control, pero se eliminó rápidamente después de lavar el electrodo con hidróxido de sodio, "dijo el profesor Toshihiro Ihara, líder del proyecto de investigación. "Afortunadamente, este fue el único tratamiento requerido para la detección de 1-25 microgramos de NRT por mililitro de suero humano, que es la sensibilidad requerida para detectar el envenenamiento por NRT por pesticidas y otras fuentes. Otras técnicas son más complicadas, toma mas tiempo, o utilizar materiales mucho más complicados. Esperamos que nuestra técnica abra las puertas a otros métodos de detección baratos y sencillos ".
Esta investigación se puede encontrar en la revista en línea de la American Chemical Society. Química analítica .