Los químicos de NUS han desarrollado sensores altamente selectivos y sensibles basados ​​en polímeros impresos molecularmente (MIP) para la detección rápida in situ de agentes tóxicos.

Agentes nerviosos, como el conocido agente VX, son una clase de compuestos orgánicos que contienen fósforo que impactan severamente nuestro sistema nervioso. Estos compuestos orgánicos, conocidos como organofosforados, se utilizan ampliamente en muchos insecticidas y herbicidas. Las técnicas analíticas convencionales para detectarlos incluyen cromatografía, espectroscopia de fluorescencia e inmunoensayo. Sin embargo, estas técnicas generalmente involucran equipos sofisticados o procedimientos tediosos que requieren mucho tiempo y hacen que la detección sea particularmente desafiante.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Sam LI del Departamento de Química, NUS ha desarrollado dos tipos de sensores analíticos que pueden detectar estos agentes nerviosos y otros compuestos químicos tóxicos de una manera más fácil. proporcionando los resultados en un tiempo mucho más corto. Uno de los sensores, que se dirige a compuestos no solubles en agua, está hecho de un material termoplástico disponible comercialmente, fluoruro de polivinilideno (PVDF). El termoplástico PVDF se fabricó utilizando un método único basado en MIP desarrollado por el equipo que utiliza polímeros directamente en lugar de monómeros. El otro sensor para detectar compuestos químicos en soluciones acuosas utiliza un polímero biológicamente compatible, polidopamina (PDA). El equipo había desarrollado un proceso "seco" basado en MIP durante la etapa de premontaje para que estos sensores puedan detectar una mayor variedad de especies moleculares.

Los sensores se producen utilizando una técnica de impresión a escala molecular para crear patrones únicos de las moléculas objetivo en materiales poliméricos. Estos polímeros estampados, conocidos como MIP, luego contendrá patrones específicos con espacios que encajen exactamente con las moléculas objetivo. Es como una pequeña cerradura artificial en la que la molécula objetivo sirve como llave en miniatura. Los compuestos químicos objetivo, si está presente en el medio ambiente, se adherirá a la película del sensor, provocando un aumento de la masa. Al colocarle una microbalanza de cristal de cuarzo piezoeléctrico (QCM), este pequeño cambio de masa se puede detectar fácilmente.

El profesor Li dijo:"Los sensores basados ​​en MIP podrían detectar con precisión menos de 20 microgramos de pesticidas organofosforados, que son productos químicos comúnmente utilizados para el cultivo de frutas y hortalizas en 1 litro de agua, en tan solo tres minutos. Los métodos convencionales suelen completar el análisis en un intervalo de tiempo de aproximadamente 5 a 15 minutos ".

El profesor Li agregó:"El tamaño del kit de detección podría potencialmente miniaturizarse a aproximadamente la mitad del de un iPhone 8 para que pueda transportarse fácilmente para el análisis rápido in situ de posibles amenazas".