El papel bioactivo es un sensor basado en papel que puede identificar diversos contaminantes en los alimentos y el agua. Desarrollado por primera vez en 2009, la investigación sobre el papel bioactivo ha estado en curso y en 2011 recibió una subvención de cinco años por un total de 7,5 millones de dólares canadienses. [1] Se ha desarrollado a nivel de biosensor , lo que significa que puede detectar pesticidas [2] pero aún no es capaz de repeler y desactivar toxinas. Sin embargo, su capacidad para detectar peligros potenciales tiene aplicaciones para la salud y la seguridad humanas . [3] Las ventajas del papel bioactivo son que es simple, portátil, desechable y económico. [4]
El papel bioactivo fue desarrollado por la Red de Papel Bioactivo Sentinel de Canadá, un consorcio de investigadores, socios industriales y universitarios y estudiantes. [1] La red está organizada por la Universidad McMaster en Hamilton, Ontario y está dirigida por el Dr. Robert Pelton, director científico y el Dr. George Rosenberg, director general .
John Brennan y su equipo de investigación de la Universidad McMaster desarrollaron el método para crear papel bioactivo mediante la impresión de biosensores detectores de contaminantes que se basan en combinaciones de anticuerpos , enzimas , aptámeros o bacteriófagos , sobre la estructura del papel. [1] Estas combinaciones luego se adhieren a los patógenos y otros contaminantes dando como resultado una respuesta detectable. Los químicos biológicamente activos están en forma de una "tinta" que se puede imprimir, recubrir o impregnar sobre o dentro del papel utilizando procesos existentes de fabricación de papel e impresión de alta velocidad. Esta tinta está recubierta en diferentes capas. La tinta es similar a la que se encuentra en un cartucho de impresión de computadora normal , pero tiene aditivos especiales que la hacen biocompatible .
Está formada por nanopartículas de sílice biocompatibles que se depositan primero sobre el papel y luego se aplica otra tinta que contiene la enzima. El resultado de la biotinta forma una fina película de enzima que queda atrapada en la sílice del papel. [5] Cuando el papel se expone a una toxina, las moléculas de la tinta cambian de color en función de la cantidad de toxinas presentes en la muestra.
Si bien el papel bioactivo aún no está disponible para el público, su comercialización está cada vez más cerca. Además, el papel bioactivo tiene una buena vida útil . Los investigadores afirmaron que la tira podría seguir utilizándose eficazmente durante al menos dos meses si se almacena adecuadamente.
Una aplicación actual del papel bioactivo se puede aplicar al bioterrorismo y la seguridad alimentaria , ya que puede detectar la acetilcolinesterasa o un agente nervioso . [3] Con este avance, el papel bioactivo se ha convertido en un producto de interés para la industria militar y del embalaje. [3] Si bien se están realizando esfuerzos para desarrollar más aplicaciones del papel bioactivo, actualmente hay cuatro áreas principales de uso e investigación del papel bioactivo: bioensayo basado en papel o dispositivos analíticos basados en papel para acondicionamiento de muestras; detección de patógenos para el monitoreo de la calidad de alimentos y agua; falsificación y contratemperación en las industrias del embalaje y la construcción; y desactivación de bacterias patógenas utilizando papel antimicrobiano. [5]
En Estados Unidos se producen aproximadamente 76 millones de enfermedades transmitidas por los alimentos, lo que representa más de 325.000 hospitalizaciones y 5.000 muertes [Mead et al., 1999]. La mayoría de estas enfermedades son causadas por Campylobacter , Salmonella , Escherichia coli O157:H7 y Listeria monocytogenes . Como resultado, los gastos médicos anuales relacionados con estos patógenos superan actualmente los 7.000 millones de dólares estadounidenses. La educación del consumidor , junto con la detección fiable y sencilla de patógenos en los productos alimenticios, ofrece el mejor método para reducir drásticamente la frecuencia de aparición de estas enfermedades.
El desarrollo más reciente ha sido la capacidad de detectar pesticidas en los alimentos incluso después de haberlos lavado. Esta innovación es un beneficio para los países en desarrollo que pueden utilizar pesticidas prohibidos en sus alimentos porque son más baratos.
En los países en desarrollo , el agua suele ser de dudosa calidad, lo que obliga a la población local a probar sistemas de filtración rudimentarios, como el uso de telas insalubres en un vano intento de crear agua potable. Este método, obviamente, no es confiable y los resultados rara vez son seguros para el consumo, en particular después de inundaciones y otros desastres naturales . Piense en los beneficios de una tira de papel bioactivo que, al sumergirla en pequeños recipientes con agua, puede eliminar patógenos y dar al usuario una indicación de color que indica que el agua es segura para su uso.
Otro uso potencial del papel bioactivo incluye la creación de mascarillas faciales que protegen a los trabajadores de la salud al unirse activamente a los virus y anclarlos a la superficie del filtro, lo que evitaría que pasen a través de los poros del filtro.
Debido a que se pueden analizar fácilmente determinados componentes, existe interés en utilizar papel bioactivo en la industria del embalaje. En concreto, las empresas están considerando el papel bioactivo como una forma de detectar artículos falsificados o manipulados. [4] Otros usos incluyen la detección de microbios o posibles propiedades antimicrobianas. [4]