El descubrimiento de plomo en Flint, el agua potable de Michigan atrajo una atención renovada a los riesgos para la salud que plantea el metal. Ahora los investigadores de la Universidad de Houston han creado un sistema económico usando un teléfono inteligente y una lente hecha con una impresora de inyección de tinta que puede detectarplomo en el agua del grifo a niveles comúnmente aceptados como peligrosos.
El sistema se basa en el trabajo anterior de Wei-Chuan Shih, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática, y miembros de su laboratorio, incluido el descubrimiento de una lente de elastómero de bajo costo que puede convertir un teléfono inteligente básico en un microscopio.
El último descubrimiento, descrito en la revista Química analítica , combina nano-colorimetría con microscopía de campo oscuro, integrada en la plataforma del microscopio del teléfono inteligente para detectar niveles de plomo por debajo del umbral de seguridad establecido por la Agencia de Protección Ambiental.
"La nano-colorimetría de los teléfonos inteligentes es rápida, de bajo costo y tiene el potencial de permitir a los ciudadanos individuales examinar el contenido de plomo en el agua potable a demanda en prácticamente cualquier entorno ambiental", escribieron los investigadores.
Incluso pequeñas cantidades de plomo pueden causar problemas de salud graves, ya que los niños pequeños son especialmente vulnerables al daño neurológico. Las normas de la EPA requieren que los niveles de plomo en el agua potable sean inferiores a 15 partes por mil millones, y Shih dijo que los kits de prueba para consumidores disponibles actualmente no son sensiblessuficiente para detectar con precisión el plomo a ese nivel.
Al usar un teléfono inteligente económico equipado con una lente impresa por inyección de tinta y usando el modo de imagen de campo oscuro, los investigadores pudieron producir un sistema que era portátil y fácil de operar, así como también detectar concentraciones de plomo en 5 partespor mil millones en agua del grifo. La sensibilidad alcanzó 1,37 partes por mil millones en agua desionizada.
Shih y sus estudiantes el año pasado publicaron un conjunto de datos de código abierto en Biomedical Optics Express , explicando cómo convertir un teléfono inteligente equipado con la lente de elastómero en un microscopio capaz de microscopía de fluorescencia. Ese papel ha sido el papel más descargado de la revista desde su publicación.
La última aplicación incorpora análisis de color para detectar partículas de plomo a nanoescala. Además de Shih, los investigadores del proyecto incluyen al primer autor Hoang Nguyen y Yulung Sung, Kelly O'Shaughnessy y Xiaonan Shan, todos con el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UHO'Shaughnessy era un pasante de verano de la Universidad de Cincinnati bajo el programa Experiencias de Investigación de la Fundación Nacional de Ciencias para estudiantes universitarios.
Aplicando el conjunto de datos publicado en 2017, los investigadores construyeron un microscopio de teléfono inteligente autónomo que puede funcionar tanto en modo de fluorescencia como de imagen de campo oscuro y lo combinaron con un teléfono inteligente Lumina 640 de bajo costo con una cámara de 8 megapíxeles.con cantidades variables de plomo, que van desde 1,37 partes por mil millones a 175 partes por mil millones. Luego agregaron iones de cromato, que reaccionan con el plomo para formar nanopartículas de cromato de plomo; las nanopartículas se pueden detectar combinando análisis colorimétrico y microscopía.
El análisis midió tanto la intensidad detectada de las nanopartículas, correlacionándola con la concentración de plomo, y verificó que la reacción fue estimulada por la presencia de plomo.
La mezcla se transfirió a una losa de polidimetilsiloxano unida a un portaobjetos de vidrio; después de que se secó, se usó agua desionizada para enjuagar el compuesto de cromato y el sedimento restante se tomó una imagen para su análisis.
La capacidad de imágenes de microscopía resultó esencial, dijo Shih, porque la cantidad de sedimento era demasiado pequeña para ser fotografiada con una cámara de teléfono inteligente sin asistencia, lo que hace imposible detectar niveles relativamente bajos de plomo.
Shih dijo que construir sobre la plataforma del microscopio del teléfono inteligente para crear un producto de consumo útil fue clave. "Queríamos estar seguros de que podríamos hacer algo que fuera útil desde el punto de vista de detectar plomo en el estándar de la EPA", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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