Concentradores vivos para detecção de traços de nanocontaminantes em ecossistemas hídricos

Abstract

A detecção rápida e eficiente de traços de nanocontaminantes em Ecossistemas Aquáticos tem sido um dos desafios da atualidade, diante do crescente volume de efluentes industriais e subprodutos da industrialização, com novas classes de contaminantes antropogênicos, como nanopartículas metálicas utilizadas em produtos e processos nanotecnológicos. Para se ir além dos limites de detecção disponíveis, a pré-concentração de analitos é uma das alternativas em análises qualiquantitativas, mas ainda é considerada o "calcanhar de Aquiles" de muitos procedimentos analíticos. A presente pesquisa objetivou comprovar que microcrustáceos do gênero Artemia podem funcionar como concentradores vivos de nanocontaminantes presentes em ambientes aquáticos, facilitando a posterior detecção a partir de técnicas analíticas. Como Prova de Conceito (PoC), foi utilizada a Artemia franciscana (Kellogg, 1906), identificada molecularmente e os micropoluentes modelo: nanopartículas de prata (NPs Ag), nanotubos de carbono (NTC) e quantum dots (QDs), e como métodos de análises a espectrometria de absorção na região UV-Visível (UV-Vis), espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), a espectroscopia Raman (ER), a espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) além das microscopias de fluorescência (MF), ótica (MO) e a eletrônica de varredura (MEV). A PoC para verificação da capacidade de filtração e concentração de micropoluentes foi obtida a partir de bioensaios nos quais os náuplios foram expostos a nanomateriais. Através de medidas por espectrometria molecular UV-Vis do filtrado, determinou-se a relação entre o tempo de exposição das larvas naupliares e sua capacidade filtradora não seletiva, a partir da diminuição em função do tempo da banda de absorção de ressonância plasmônica das NPs Ag, resultado da retenção nos microcrustáceos. O protocolo de digestão de amostras mostrou-se eficiente, possibilitando a decomposição total da amostra. Para NTC, o monitoramento da atividade concentradora dos náuplios foi feita pela identificação das três bandas características no espectro Raman deste nanomaterial no interior dos microcrustáceos. Para os QDs, a atividade filtradora foi monitorada pela fluorescência emitida ao longo do tubo intestinal das larvas naupliares. Utilizando-se a prata como micropoluente modelo para a determinação de uma função de correlação entre a concentração nominal medida pela espectrometria UV-Vis e a concentração real do analito, um dispositivo pré-concentrador, utilizando microcrustáceos como motores filtradores vivos, foi desenvolvido e patenteado. Esse dispositivo pode ser usado como ferramenta analítica para a detecção de traços desses poluentes quando as concentrações estão abaixo dos limites confiáveis de detecção, produto final desta pesquisa.