Investigadores de Concordia han desarrollado un nuevo sistema que utiliza pequeños nanosensores llamados puntos de carbono para detectar la presencia del glifosato, una sustancia química ampliamente utilizada. Su investigación, titulada "Detección ratiométrica de glifosato en agua mediante puntos de carbono fluorescentes duales", se publica en Sensors. .
El glifosato es un pesticida que se encuentra en más de 750 productos agrícolas, forestales, urbanos y domésticos, incluido el popular herbicida Roundup de Monsanto. También es controvertido:los estudios han relacionado su uso excesivo con la contaminación ambiental y el cáncer en humanos. Su venta está prohibida o restringida en decenas de países y jurisdicciones, incluido Canadá.
El sistema de los investigadores se basa en la interacción química de los puntos de carbono con el glifosato para detectar su presencia. Los puntos de carbono son partículas fluorescentes extremadamente pequeñas, normalmente de no más de 10 o 15 nanómetros de tamaño (un cabello humano mide entre 80.000 y 100.000 nanómetros). Pero cuando se añaden a soluciones acuosas, estos nanomateriales emiten fluorescencia azul y roja.
Los investigadores emplearon una técnica de análisis llamada ensayo ratiométrico de autorreferencia para determinar los niveles de glifosato en una solución. La fluorescencia roja emitida por los puntos de carbón cuando se exponen a diferentes concentraciones del producto químico y diferentes niveles de pH se compara con un control en el que no hay glifosato presente. En todas las pruebas, la fluorescencia azul se mantuvo sin cambios, lo que brindó a los investigadores un punto de referencia común en las diferentes pruebas.
Observaron que niveles más altos de glifosato apagaban la fluorescencia roja, lo que acreditaron a la interacción del pesticida con la superficie de los puntos de carbono.
"Nuestro sistema se diferencia de otros porque estamos midiendo el área entre dos picos (dos firmas fluorescentes) en el espectro visible", dice Adryanne Clermont-Paquette, Ph.D. candidato en biología y autor principal del artículo. "Esta es el área integrada entre las dos curvas. La medición ratiométrica nos permite ignorar variables como la temperatura, los niveles de pH u otros factores ambientales. Eso nos permite mirar solo los niveles de glifosato y puntos de carbono que hay en el sistema. "
"Al comprender la química en la superficie de estos puntos muy pequeños y conocer sus propiedades ópticas, podemos utilizarlos a nuestro favor para muchas aplicaciones diferentes", dice Rafik Naccache, profesor asociado de química y bioquímica y autor supervisor del artículo.
Los asistentes de investigación Diego-Andrés Mendoza y Amir Sadeghi, junto con la profesora asociada de biología Alisa Piekny, son coautores.
Naccache dice que la técnica está diseñada para detectar cantidades mínimas del pesticida. La técnica que desarrollaron es lo suficientemente sensible como para poder detectar la presencia de pesticidas en niveles tan bajos como 0,03 partes por millón.
"El desafío siempre está en la otra dirección, ver hasta dónde podemos llegar en términos de sensibilidad y selectividad", afirma.
Queda mucho trabajo por hacer antes de que esta tecnología pueda utilizarse ampliamente. Pero como señala Clermont-Paquette, este artículo representa un comienzo importante.
"Comprender la interacción entre el glifosato y los puntos de carbono es un primer paso. Si queremos avanzar más y convertirlo en una aplicación en la vida real, tenemos que comenzar con los fundamentos".
Más información: Adryanne Clermont-Paquette et al, Detección radiométrica de glifosato en agua mediante puntos de carbono fluorescentes duales, Sensores (2023). DOI:10.3390/s23115200
Proporcionado por la Universidad de Concordia
