De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), el nivel estándar permitido de arsénico en agua potable es de 10 partes por billón. Sin embargo, su concentración en cuerpos de agua dulce aumenta por las actividades industriales y mineras. Ante esta problemática, investigadores y estudiantes de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la BUAP desarrollaron un sensor microfluídico de papel para la detección y cuantificación de este metal pesado, con el fin de determinar que su concentración se mantenga dentro de los niveles permitidos y no sea tóxico para el ser humano.
El grupo de trabajo está integrado por los doctores Claudia Mendoza Barrera, Víctor Manuel Altuzar Aguilar y Severino Muñoz Aguirre; así como la estudiante del Doctorado en Física Aplicada Esmeralda Aguilar Martínez y el alumno de Licenciatura en Física Luis Alberto Romero León.
Claudia Mendoza Barrera señaló que esta investigación derivó de la tesis de maestría de Esmeralda Aguilar Martínez, quien diseñó un sensor que imprimió sobre papel. La académica comentó que el empleo de celulosa radica en su presencia en la naturaleza, ya que es el polímero más abundante. El sensor consta de nanopartículas de oro que recubrió de un agente químico, el cual actúa como un agente de biorreconocimiento o captura selectiva para los iones de arsénico presentes en una muestra.
El dispositivo analítico basado en papel, con zonas de sensado e inyección, tiene la forma de una estrella de seis picos; su zona de inyección es el centro y las zonas de sensado en los extremos. Esta técnica tiene la ventaja de tener una rápida detección, son sensibles, de bajo costo, portátiles y fáciles de usar. Una vez impresos, se realizaron pruebas de inyección y evaluación de filtración de fluidos en los dispositivos fabricados.
Mendoza Barrera indicó que para la detección del arsénico se utilizó un dispositivo experimental de lectura colorimétrica desarrollado por Luis Alberto Romero León, estudiante de la carrera en Física Aplicada. Este método proporciona de manera visual cambios de color en las zonas de reacción.
De esta manera, “cuando el sensor se coloca en una solución acuosa se observa un cambio de coloración. Vira hacia distintos tonos con respecto a la concentración del metal; entre más oscuro, la acumulación del metal es mayor. Por el momento, ya se realizaron pruebas y se leyeron en RGB las diferentes concentraciones de agua con colorante”, explicó la académica.
En el Doctorado en Física Aplicada, Esmeralda Aguilar Martínez se enfoca en la detección de una mayor cantidad de metales pesados, por medio de la fabricación de membranas de fibras nanométricas. A este equipo de trabajo se espera integrar a más estudiantes de las carreras en Física y Física Aplicada de la FCFM.
La presencia de metales pesados en fuentes de agua, como el arsénico, es un problema global difícil de controlar, por lo que representa un riesgo para la salud humana, porque su exposición crónica deriva en manchas oscuras en la piel, agrandamiento de órganos y desarrollo de varios tipos de cáncer. Por ello, investigadores de la BUAP exploran enfoques innovadores para la detección y remediación de contaminación por metales pesados.