Los investigadores han creado una nueva forma de detectar la contaminación "química eterna" en el agua, mediante un sensor luminiscente.
Científicos de Química y Ciencias Ambientales de la Universidad de Birmingham, en colaboración con científicos del Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), el Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales de Alemania, han desarrollado un nuevo enfoque para detectar la contaminación causada por "químicos permanentes" en agua a través de luminiscencia.
Los PFAS o "productos químicos permanentes" son productos químicos fabricados con flúor que se utilizan ampliamente en diferentes industrias, desde el envasado de alimentos hasta la producción de semiconductores y neumáticos para automóviles. No son degradables y se acumulan en el medio ambiente. En los últimos años ha aumentado la preocupación por la contaminación tóxica que causan, especialmente en el agua.
Stuart Harrad, profesor de Química Ambiental de la Universidad de Birmingham, quien junto con su colega Zoe Pikramenou, profesora de Química Inorgánica y Fotofísica, codirigió el diseño de un nuevo sensor, dijo:"Ser capaz de identificar 'químicos permanentes' en agua potable o en el medio ambiente debido a derrames industriales es crucial para nuestra propia salud y la salud de nuestro planeta."
"Los métodos actuales para medir estos contaminantes son difíciles, requieren mucho tiempo y son costosos. Existe una necesidad clara y apremiante de un método simple, rápido y rentable para medir PFAS en muestras de agua in situ para ayudar a la contención y remediación, especialmente en (ultra)concentraciones de trazas, pero hasta ahora había resultado increíblemente difícil hacerlo."
Los investigadores, que han publicado sus hallazgos en Analytical Chemistry , han creado un modelo prototipo que detecta el ácido perfluorooctanoico (PFOA), el "químico permanente". El enfoque utiliza complejos metálicos luminiscentes adheridos a una superficie sensora. Si el dispositivo se sumerge en agua contaminada, detecta el PFOA mediante cambios en la señal de luminiscencia emitida por los metales.
El profesor Pikramenou comentó:"El sensor funciona mediante el uso de un pequeño chip de oro injertado con complejos metálicos de iridio. Luego se utiliza luz ultravioleta para excitar el iridio, que emite luz roja. Cuando el chip de oro se sumerge en una muestra contaminada con el 'para siempre' "químico permanente", se observa un cambio de la señal en la vida útil de la luminiscencia del metal para permitir que se detecte la presencia del "químico permanente" en diferentes concentraciones."
"Hasta ahora, el sensor ha podido detectar 220 microgramos de PFAS por litro de agua, lo que funciona para aguas residuales industriales, pero para el agua potable necesitaríamos que el enfoque fuera mucho más sensible y capaz de detectar niveles de nanogramos de PFAS. ."
El equipo ha colaborado con los científicos de superficies y sensores BAM en Berlín para el desarrollo de ensayos y análisis dedicados a nanoescala. Dan Hodoroaba, jefe de la División de Análisis de Superficies y Películas Delgadas de BAM, enfatizó la importancia de la caracterización de chips:"Los análisis avanzados de imágenes de superficies son esenciales para el desarrollo de nanoestructuras químicas dedicadas en chips de sensores personalizados para garantizar un rendimiento óptimo".
Knut Rurack, que dirige la División de Detección Óptica y Química de BAM, añadió:"Ahora que tenemos un chip sensor prototipo, pretendemos perfeccionarlo e integrarlo para hacerlo portátil y más sensible para que pueda usarse en el lugar de los derrames. y determinar la presencia de estos químicos en el agua potable."
El profesor Pikramenou concluyó:"Los PFAS se utilizan en entornos industriales debido a sus propiedades útiles, por ejemplo, en tejidos antimanchas. Pero si no se eliminan de forma segura, estos productos químicos suponen un peligro real para la vida acuática, nuestra salud y el medio ambiente en general. Este prototipo es "Un gran paso adelante para ofrecer una forma eficaz, rápida y precisa de detectar esta contaminación, ayudando a proteger nuestro mundo natural y potencialmente a mantener limpia nuestra agua potable".
Más información: Kun Zhang et al, Plataforma de detección basada en la vida útil de la luminiscencia basada en complejos de iridio ciclometalado (III) para la detección de ácido perfluorooctanoico en muestras acuosas, Química analítica (2024). DOI:10.1021/acs.analchem.3c04289
Información de la revista: Química analítica
Proporcionado por la Universidad de Birmingham
