El color como aliado: nano-sensores para detectar contaminación de agroquímicos

Jueves, 28 Noviembre 2019
Foto: gentileza Rogulin Dmitry en www.deutschlandfunk.de

 

Por Mgtr. Pablo A. Mercadal
Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas (UNC)

 

El uso intensivo de herbicidas y pesticidas en la producción agrícola es alarmante. En nuestro país, que es uno de los productores mundiales más importantes de alimentos, resulta fundamental que se establezcan políticas de monitoreo eficiente de los diversos agroquímicos que se utilizan para el control de plagas, ya que los mismos tienen un impacto significativo en la calidad del medio ambiente y en la salud humana.

 

Actualmente, los métodos más utilizados para la detección de contaminantes son la cromatografía de gases, la cromatografía líquida y la espectrometría de masas, las cuales demandan mucho tiempo de implementación, son costosas y requieren de una laboriosa preparación de la muestra. 

 

El rol de la nanotecnología en la detección de contaminantes consiste en desarrollar nano-sensores que permitan efectuar un control más eficiente de contaminantes utilizando técnicas de mayor simplicidad, rapidez y sensibilidad a las metodologías comúnmente empleadas. Para lograr este objetivo, propone el uso de métodos de detección ópticos que tienen como característica esencial el empleo de nanopartículas o nanoestructuras de metales nobles como Au y Ag. 

 

El comportamiento de estas estructuras con la radiación electromagnética ha dado lugar a una nueva disciplina denominada Plasmónica. Según la longitud de onda de excitación, el entorno dieléctrico y la geometría de la nanoestructura, esta interacción puede propiciar enormes incrementos de los campos electromagnéticos en regiones cercanas a su superficie, lo cual permite incrementar en varios órdenes de magnitud las señales espectroscópicas de moléculas localizadas en las cercanías de estas regiones.


 
Esta propiedad ha dado origen a las espectroscopias Raman Incrementadas SERS (del inglés, Surface Enhanced Raman Spectroscopy). La principal ventaja de estas técnicas es que permiten la detección de analitos en forma simple, ultrasensible y específica. Por otro lado, la capacidad de poder sintonizar radiación electromagnética en la región visible del espectro con la frecuencia de oscilación de los electrones de la banda de conducción de nanopartículas metálicas permite a éstas poder ser empleadas para desarrollar nano-sensores colorimétricos

 

La principal ventaja de este tipo de plataformas es que posibilitan la detección de contaminantes mediante cambios de color de la suspensión coloidal de nanopartículas. ¿Un ejemplo? La formación de agregados de nanopartículas debido a la presencia de un analito, que se evidencien a simple vista por el ojo humano o empleando técnicas convencionales como la espectroscopía de absorción molecular UV-Visible. 

 

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