UFSC desenvolve biossensor para reconhecimento de toxinas na Lagoa do Peri

Um dispositivo de poucos centímetros, com componentes de ordem nanométrica pode ser um aliado do poder público na análise da qualidade da água na Lagoa do Peri, localizada no Sul de Florianópolis. O biossensor desenvolvido como parte da tese de doutorado do pesquisador Pablo Serrano, do Programa de Pós-Graduação em Física, é capaz de reconhecer a presença e quantidade de saxitoxina em solução. O aparelho apresenta sensibilidade para detectar concentrações acima de 0,3 μg/L – mais do que suficiente para detectar o limite aceitável para o consumo da água potável, que é de 3μg/L.

As saxitoxinas são neurotoxinas produzida pela cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii, que compõe a biota da Lagoa, conforme aponta outro estudo realizado na Universidade Federal de Santa Catarina, em 2010. A Lagoa do Peri é um dos mananciais que levam água à capital do Estado, daí a necessidade de avaliar sua qualidade constantemente.

O trabalho Electrochemical impedance biosensor for detection of saxitoxin in aqueous solution, publicado no periódico Analytical and Bioanalytical Chemistry, traz a síntese dos resultados de quatro anos de pesquisa, estudo realizado no campo da Física, mas interdisciplinar por natureza, o que requereu do pesquisador uma imersão em áreas até então pouco conhecidas, como a Biologia, Engenharia Sanitária e Ambiental e a Oceanografia. “Tivemos que nos reunir com muita gente de outras áreas, para aprender sobre as toxinas e planejar o elemento de bioreconhecimento do sensor”, lembra.

O biossensor é um dispositivo pequeno, formado por componentes nanométricos. No caso da tecnologia desenvolvida para o bioreconhecimento da saxitoxina, Pablo explica que sua composição é capaz de reconhecer a sua sequência genética. O mecanismo funciona com um eletrodo de ouro e um material genético denominado aptâmero – fragmento de ADN/ARN. “Como os componentes são nanométricos, para verificar se houve a ligação que possibilita o bioreconhecimento nós fazemos uma medida de impedância eletroquímica”, afirma.

É aí que entra o conhecimento da física e da eletroquímica, pois essa medida se refere à resistência ao fluxo de uma corrente elétrica, mecanismo que ativa o biossensor. “À medida que adicionamos os componente biológicos no eletrodo ele se torna mais resistente”, explica o pesquisador. O aptâmero foi adquirido junto a uma empresa que desenvolve o material biológico exatamente para o reconhecimento das toxinas das algas. Um outro composto também foi adicionado ao longo do processo para fazer com que a toxina se ligasse somente à sequência genética do dispositivo.

Os testes com o aparelho se revelaram promissores. De acordo com Pablo, a pesquisa foi realizada em solução aquosa – ou seja, ainda não foi testada exatamente com a água da Lagoa do Peri – mas o dispositivo demonstrou capacidade de reconhecer as saxitoxinas e apresentar sua concentração. Uma nova etapa do estudo irá verificar o funcionamento do biossensor no ambiente para o qual ele foi projetado. “A proposta é de que, no futuro, possamos monitorar a água de forma efetiva e econômica, já que os métodos convencionais utilizados hoje são extremamente caros e levam mais tempo. O biossensor é barato, pequeno e dá o resultado no mesmo dia”, sinaliza.

Além de envolver pesquisadores do Laboratório de Optoeletrônica Orgânica e Sistemas Anisotrópicos (LOOSA), o estudo publicado com os resultados preliminares também tem colaboração de pesquisadores do Centro de Estudos do Mar da Universidade Federal do Paraná e do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC. A pesquisa é orientada pelo professor Ivan Bechtold.

(UFSC, 17/01/2022)