Cientistas brasileiros criam sensor que 'degusta' leite e identifica antibióticos

Pesquisadores do Brasil e dos Estados Unidos desenvolveram uma “língua eletrônica” capaz de detectar resíduos de antibióticos no leite. De acordo com o estudo publicado na revista ACS Omega, em testes de laboratório, o dispositivo identificou cloxacilina, tetraciclina e estreptomicina, inclusive quando as substâncias estavam misturadas.

O sistema utiliza fibras de náilon revestidas com MXenes, uma família de nanomateriais com propriedades elétricas e químicas que podem ser ajustadas para diferentes aplicações.

O trabalho reuniu pesquisadores da Embrapa Instrumentação, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), da Universidade Federal da Bahia (UFBA) e da Drexel University, nos Estados Unidos.

Como funciona a 'língua eletrônica'

Apesar do nome, o dispositivo não tem relação com o paladar. A tecnologia reúne diferentes sensores que respondem de maneiras distintas às substâncias presentes em uma amostra.

As fibras revestidas com MXenes são colocadas em contato com o leite. A interação entre os componentes da amostra e os nanomateriais modifica propriedades elétricas do sistema. Essas alterações são registradas por um impedancímetro, equipamento que mede a resposta elétrica do conjunto. Os dados obtidos pelos sensores são então analisados por métodos estatísticos.

A combinação dos sinais funciona como uma espécie de “impressão digital” da amostra. Com isso, o sistema consegue identificar padrões associados aos antibióticos presentes no leite.

Sensores usam fibras de náilon

Uma das novidades do trabalho está na construção dos sensores. Em pesquisas anteriores, o grupo utilizou eletrodos interdigitados de ouro, que são mais sofisticados e caros de fabricar. Na nova abordagem, os pesquisadores revestiram fibras de náilon com folhas de MXenes. O material adere à superfície das fibras e passa a atuar como elemento sensor.

Com isso, foram utilizadas três composições diferentes de MXenes, com variações na proporção de carbono e nitrogênio. A diversidade permitiu obter respostas elétricas diferentes para uma mesma amostra.

Segundo Murilo Facure, professor da Escola de Engenharia de São Carlos da USP e primeiro autor do estudo, o dispositivo conseguiu detectar pequenas quantidades dos três antibióticos nos dois tipos de leite testados.

Tecnologia ainda está em fase de laboratório

Apesar dos resultados, a "língua eletrônica" ainda não está pronta para uso em fazendas, laticínios ou órgãos de fiscalização.

Os experimentos foram realizados em escala laboratorial e sob condições controladas. Antes de uma possível aplicação prática, a tecnologia precisará ser avaliada em situações mais próximas das encontradas no mundo real.

A proposta, porém, pode facilitar o desenvolvimento de sensores de baixo custo para análises químicas. O uso dos MXenes também abre possibilidades para outras aplicações tecnológicas.

O que são os MXenes?

Os MXenes são uma família de materiais bidimensionais em escala nanométrica. Eles apresentam elevada condutividade elétrica e uma superfície que pode ser modificada quimicamente.

O primeiro membro da família, o carbeto de titânio (Ti₃C₂), foi descrito em 2011. Desde então, diferentes composições passaram a ser estudadas para aplicações em sensores, armazenamento de energia e outras tecnologias.

No caso da "língua eletrônica", a possibilidade de combinar materiais com propriedades diferentes é importante para produzir respostas variadas aos componentes das amostras.