[ad_1]
(noticias nanowerk) Medir el pH de sustancias nos proporciona información importante sobre el mundo que nos rodea, por ejemplo para identificar agua contaminada o comprobar la toxicidad de productos médicos o cosméticos.
A menudo, solo se dispone de pequeñas cantidades de muestra, pero es importante controlar la variación del pH en estos pequeños volúmenes. Por ejemplo, identificar cambios de pH en pequeñas cantidades de líquido en células individuales puede ayudar a detectar el cáncer de ovario.
Sin embargo, los métodos actuales para medir el pH son principalmente adecuados para soluciones a granel y no son lo suficientemente sensibles o demasiado frágiles para medir volúmenes pequeños a escala comercial.
En un estudio reciente publicado en Microchimica Acta (“Sensor de pH potenciométrico basado en microfluidos de óxido de iridio e hidróxido de cobalto”), científicos de la Universidad Xi’an Jiaotong-Liverpool, China, han desarrollado un método que supera estos problemas.
Las tesis centrales
Investigación
Dr. Qiuchen Dong, quien dirigió el estudio, dice: «Nuestra solución tenía que ser respetuosa con el medio ambiente, duradera y lo suficientemente sensible como para medir con precisión las fluctuaciones del pH en tan solo unos pocos microlitros de muestras».
Algunos métodos disponibles comercialmente para probar el pH se basan en decisiones subjetivas del ojo humano. Por ejemplo, el uso de tiras de papel que contienen tintes que cambian de color según el pH de la sustancia requiere comparar el color con una escala. Esto lleva a diferencias significativas en sus respuestas. Por ejemplo, algunas personas ven el color a un pH de 7,5, otras a 8. Por lo tanto, este método no responde a pequeños cambios de pH, lo que significa que es más bien una estimación aproximada. Algunos de los tintes utilizados también son tóxicos para las muestras, afectando el pH registrado.
Un método más sensible para medir el pH utiliza electrodos de vidrio extremadamente frágiles que se rompen fácilmente y, por lo tanto, generalmente solo se usan en laboratorios.
Para solucionar estos problemas, el Dr. Dong y su estudiante de posgrado Weiyu Xiao utilizaron materiales y métodos novedosos para desarrollar un sensor de pH sensible pero robusto.
Una nueva solución
En el nuevo sensor de pH del Dr. Dong y Xiao hacen fluir muestras líquidas a través de una serie de pequeños canales (canales de microfluidos) y sobre tres electrodos altamente sensibles hechos de metales y materiales de capas sensibles a la luz.
«Nuestra solución al problema se basa en el desarrollo de canales y electrodos de microfluidos mediante fotolitografía, un método comúnmente utilizado en la industria de fabricación de semiconductores».
Estos sensores de pH de microfluidos pueden detectar fluctuaciones sutiles en la cantidad de protones dentro de una sustancia, lo que define el pH. Esto permite medir el valor del pH con excelente precisión.
Usos futuros
Actualmente, el equipo tiene una patente pendiente para el sensor de pH y está desarrollando colaboraciones con desarrolladores de la industria que integrarán la tecnología en sus equipos de laboratorio.
“El éxito de este estudio se debe al arduo trabajo de mi actual estudiante de doctorado, Weiyu Xiao, quien era estudiante de maestría durante este trabajo. Es muy impresionante ver a un estudiante alcanzar un nivel tan alto en tan poco tiempo.» Ella es un gran modelo a seguir y espero que otros estudiantes se sientan inspirados por lo que ha logrado.
“El trabajo es también gracias a mis ex compañeros, el Dr. Abdennour Abbas de la Universidad de Minnesota y el Dr. Yu Lei de la Universidad de Connecticut, quien me ayudó a formular las ideas para este y muchos otros proyectos”.
El equipo cree que su nuevo sensor tendrá amplias aplicaciones comerciales, desde ayudar a detectar cánceres y virus transmitidos por vectores hasta identificar la contaminación en suelos rociados con pesticidas.
Sobre el investigador
La experiencia del Dr. Qiuchen Dong está en los temas de biosensores electroquímicos, sensores químicos y sensores de gas en los aspectos de diseño, fabricación y evaluación para aplicaciones biomédicas y agrícolas en el período 2013 a 2021.
El profesor Yu Lei supervisó al Dr. Dong durante sus estudios de posgrado en ingeniería biomédica en la Universidad de Connecticut de 2013 a 2019. Posteriormente, el Dr. Dong a Minneapolis para trabajar como becario postdoctoral en el laboratorio del profesor de volatología Abdennour Abbas en el Departamento de Ingeniería de Bioproductos y Biosistemas de la Universidad de Minnesota, centrándose en el uso de espectrometría de masas con reacción de transferencia de protones (PTR-MS).
Dr. Dong se unió a XJTLU en mayo de 2021 y ahora está ampliando su laboratorio para explorar más a fondo varios tipos de sensores, incluidos sensores químicos basados en microfluidos, biosensores electroquímicos basados en nanomateriales y sensores de gas basados en materiales de película delgada/nanopartículas/estructura metal-orgánica en Aplicaciones biomédicas y agrícolas Medios.
[ad_2]