Biosensores que huelen a rayos

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Biosensores que huelen a rayos

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

La industria del envasado de alimentos habla continuamente de materiales inteligentes aunque, realmente, después use pocos. Existen varias formas de “inteligencia” en un envase alimentario: una de las más citadas es aquella que permite al envase regular la eliminación selectiva de gases como el etileno que generan de forma natural algunas frutas y que contribuyen a su maduración (por eso plátanos, chirimoyas y aguacates, por ejemplo, maduran más rápidamente si se guardan en un lugar cerrado no ventilado); otra, que es de la que hoy vamos a tratar, es que el envase mida y señale cuando un alimento se ha deteriorado y ya no es comestible.

Los materiales capaces de hacer esto son complejos, caros y visuales, esto es, usan algún tipo de señalización visual y hay que mirarla para saber el estado del alimento. Sin embargo, la forma de la que nos ha dotado la evolución para saber si un alimento es comestible es olerlo: si huele que te repugna, mejor no te lo comas. Esto, corregido y aumentado, es lo que ha desarrollado un equipo de investigadores de la Universidad McMuster (Canadá): han creado usando una impresora de inyección de tinta un sensor que emite un olor cuando una molécula diana está presente. Los resultados se publican en Analyst.

Los indicadores visuales, basados en fluorescencia o en cambios de color están muy bien, pero un problema es que tienes que mirarlos específicamente; un indicador que emite un olor penetrante y característico hace innecesario mirar el indicador, ni siquiera recordar que existía uno.

Papel de olor

Los alimentos se corrompen por la actividad microbiana especialmente. Esta actividad lleva asociada el aumento de los niveles de una molécula llamada adenosín trifosfato (ATP). El equipo de McMaster ya había presentado hace unos meses un sistema para detectar ATP que consistía en definitiva en un par de enzimas que catalizan la conversión de S-metil-L-cisteína en metil-mercaptano. El metil-mercaptano es a lo que huele el “butano” o el “gas natural” cuando existe una fuga; de hecho no el butano ni el metano del gas natural huelen a nada, por lo que se les añade metil mercaptano para que tengan un olor que indique que algo no va bien. Cuando hay ATP presente, en agua potable o en un alimento, el sistema se activa y el usuario lo sabe, incluso a bajas concentraciones.

En un paso importante hacia su comercialización, los investigadores han creado un “papel de olor”, en el que el sistema sensor se ha inmovilizado en tiras de papel que pueden formar torundas (de esta forma disponemos del sensor en una especie de bastoncito de algodón que puede usarse fácilmente). El papel de olor se consigue usando una simple impresora de inyección de tinta, lo que tiene la ventaja de ser un proceso de fabricación barato y escalable.

Un sistema como este presenta como limitación al uso doméstico, no tiene sentido emplearlo en fábricas o lugares donde los olores sean intensos o los trabajadores tengan que emplear equipos de protección individual que interfieran con su olfato.

Referencia:

Zhang Z., Robin Ng, Yingfu Li, Zaisheng Wu, Vincent Leung, Spencer Imbrogno, Robert Pelton, John D. Brennan & Carlos D. M. Filipe (2014). An inkjet-printed bioactive paper sensor that reports ATP through odour generation, The Analyst, DOI: http://dx.doi.org/10.1039/c4an01113a

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta anotación es una participación de Experientia docet en el XXXVIII Carnaval de la Química cuyo blog anfitrión es Pero eso es otra historia

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