Investigadors del grup de Microbiologia Ambiental del Departament de Genètica i Microbiologia de la UAB han desenvolupat un biosensor basat en paper impregnat de bacteris per detectar la toxicitat de l’aigua. Es tracta d’una eina biològica innovadora, senzilla i de baix cost que permet detectar múltiples contaminants i pot ser fàcilment utilitzable en contextos de restricció econòmica o en països en desenvolupament. El treball ha estat publicat a Analytica Chimica Acta.
La detecció de contaminants tòxics és un element essencial en l’anàlisi i control de la qualitat de l’aigua, necessari en un món cada vegada més urbanitzat i industrialitzat. Les tècniques d’anàlisi químiques són de gran utilitat en la determinació de substàncies concretes, però tenen limitacions a l’hora d’analitzar mostres complexes que poden contenir múltiples contaminants. En aquest sentit, resulta apropiat l’ús de biosensors, en els quals es mesura l’efecte que exerceix una mostra sobre un element biològic -com enzims o proteïnes- o un paràmetre vital d’un organisme indicador.
“La innovació que aporta el nostre sensor rau en el fet d'utilitzar matrius de paper absorbent amb bacteris incorporats per fer una mesura colorimètrica de toxicitat”, explica l’investigador de la UAB Ferran Pujol, que ha realitzat el treball com a part de la seva tesi doctoral. Per fer les matrius, els investigadors han fet servir l’Escherichia coli (E.coli) com a bacteri model.
La tècnica de detecció proposada i validada pels investigadors és senzilla i ràpida. De fet, es fa servir de manera semblant a la que s’utilitza amb les tires de paper per mesurar el pH de l’aigua. Les mostres a analitzar s’afegeixen a les matrius juntament amb un colorant, el ferricianur, que vira de color groc a incolor quan es transforma en ferrocianur en ser respirat pels microorganismes.
El paper canvia de color en funció de la intensitat del metabolisme cel·lular dels bacteris de manera inversament proporcional a la toxicitat de la mostra: quant més canvi de color es produeix menor és la contaminació detectada. Aquest canvi pot ser mesurat mitjançant tècniques òptiques, d’anàlisi d’imatge o a ull nu.
El bioassaig, per al qual els investigadors han sol·licitat la patent, detecta qualsevol contaminant que sigui tòxic pels microorganismes en el temps d'assaig -després d'uns 15-30 minuts de contacte amb les cèl·lules-, com ara metalls pesants i hidrocarburs com el petroli o el benzè. La tècnica és aplicable tant en aigües naturals com en residuals urbanes i industrials.
El fet d’utilitzar un material com el paper i de no requerir instrumentació complexa converteix aquest biosensor en una tècnica senzilla i de baix cost econòmic, el que el fa un bon candidat per a la detecció de toxicitat en contextos de restricció econòmica o en països en desenvolupament, indiquen els investigadors.
En el desenvolupament d’aquest bioassaig han col·laborat també investigadors del Centre de Recerca i Innovació en Toxicologia de la UPC i el Centre Nacional de Microelectrònica (IMB-CNM, CSIC).
Article:
Pujol-Vila F, Vigués N, Guerrero-Navarro A, Jiménez S, Gómez D, Fernández M, Bori J, Vallès B, Riva MC, Muñoz-Berbel X, Mas J. Paper-based chromatic toxicity bioassay by analysis of bacterial ferricyanide reduction. Anal Chim Acta. 2016 Mar 3;910:60-7. doi: 10.1016/j.aca.2016.01.006. Epub 2016 Jan 11.
