Los organofosfatos son sustancias químicas tóxicas utilizadas como pesticidas en la práctica agrícola y como agentes nerviosos en la guerra bacteriológica. La exposición a organofosforados puede causar enfermedad grave o muerte si no se toman las medidas de seguridad adecuadas. La detección rápida y precisa del punto de uso de los plaguicidas organofosforados o de los agentes nerviosos mejoraría la seguridad en los escenarios de inocuidad y defensa de los alimentos, así como en una posible guerra bacteriológica.
Un estudio reciente publicado en la revista ACS Sensors describe un nuevo biosensor flexible, portátil y desechable, que detecta compuestos organofosforados en tiempo real. El biosensor de guantes permite el muestreo y biosensibilidad electroquímica de superficies sospechosas utilizando diferentes dedos enguantados, que contienen un elemento de recogida o detección impreso con tinta flexible. El dedo pulgar se utiliza para el muestreo, mientras que el dedo índice está equipado con un biosensor bioquímico de organofosfato. Cuando se ponen en contacto los dedos pulgar e índice, se realiza un análisis electroquímico basado en enzimas y los resultados se envían al dispositivo móvil del usuario utilizando la tecnología Bluetooth. Repeler las consecuencias de la guerra bacteriológica nunca ha estado tan al alcance de las manos.
Hay una razón por la cual los agricultores usan un equipo protector cuando aplican pesticidas organofosforados. Las sustancias son muy eficaces para deshacerse de los insectos no deseados, pero también pueden hacer que la gente enferme. Compuestos relacionados, organofosforados como agentes nerviosos, se pueden utilizar como armas mortales. Ahora los investigadores han desarrollado una forma rápida de detectar la presencia de tales compuestos en el campo usando un «laboratorio sobre un guante» desechable.
Los agentes nerviosos organofosforados, como el sarín y el VX, son altamente tóxicos y pueden impedir que el sistema nervioso funcione correctamente. Todavía tenemos en las retinas las impactantes imágenes del ataque a Siria por Bashar Al Assad, el dentista que perdió la chaveta y se convirtió en dictador, gaseando a sus semejantes con gas sarín. También podemos recordar el ataque al metro de Tokio en 1995 y al pirado de Sadam Hussain gaseando la ciudad irakí de Halabja en 1988.
Los pesticidas organofosforados son mucho menos potentes, pero funcionan de manera similar y pueden causar enfermedades en las personas expuestas a ellos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos. Detectar cualquiera de estos tipos de compuestos de forma precisa y rápida podría ayudar a mejorar tanto la defensa como las medidas de seguridad alimentaria. Por lo tanto, Joseph Wang y sus colegas se propusieron desarrollar un sensor portátil que podría cumplir los requisitos de detección de campo.
El nuevo biosensor de guante flexible lleva a cabo las etapas de muestreo y biosensayo electroquímico en diferentes dedos, con el dedo pulgar utilizado para recoger los residuos del agente nervioso y una enzima inmovilizada en el dedo índice. Los investigadores crearon tintas estirables para imprimir la colección y los elementos de detección en estos dedos. La detección de los residuos recogidos se realiza cuando el pulgar toca el biosensor de organofosfato basado en enzima impreso en el dedo índice del guante. Por lo tanto, un usuario deslizar el dedo pulgar del guante en una superficie para la prueba, a continuación, toque el pulgar y los dedos índice juntos para el análisis electroquímico.
Para obtener resultados en tiempo real, los datos voltamétricos se envían a través de un dispositivo Bluetooth reutilizable en la parte posterior del guante al dispositivo móvil del usuario. Las pruebas mostraron que el guante podía detectar pesticidas organofosforados metil paration y paraoxon metil en varias superficies, incluyendo vidrio, madera y plástico, entre otros productos. Los investigadores dicen que el sensor podría utilizarse tanto en seguridad como en seguridad alimentaria.
Los autores reconocen el financiamiento de la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa Joint Science and Technology Office para la Defensa Biológica y Química.
El nuevo sistema de biosensores inalámbrico basado en guantes ofrece una gran promesa para la detección en campo de los agentes nerviosos OP, en la guerra bacteriológica, y de los pesticidas en aplicaciones de defensa y seguridad alimentaria, con ventajas significativas en cuanto a velocidad y costo. Esta demostración de «laboratorio sobre guante» abre el área de sensores flexibles para la futura detección química multiplexada en varios campos.
