Fibras ópticas podem identificar bactérias

As fibras ópticas, muito utilizadas em telecomunicações para transmissão de dados, podem agora ajudar a analisar a qualidade da água. Está em desenvolvimento na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) um sensor capaz de identificar bactérias presentes em uma determinada amostra de água. O bacteriosensor , como foi batizado, pode fazer em minutos o trabalho realizado em cerca de três dias pelas técnicas convencionais de análise.

Primeira versão do sensor desenvolvido pela Coppe/UFRJ para identificar bactérias como a E. coli . A luz passa pela fibra óptica e sofre interferência do aglomerado de bactérias. A seta indica a localização do sensor capaz de detectar a presença das bactérias.

O sensor consiste em uma fibra óptica na qual é colocado um anticorpo da bactéria específica que se quer identificar. As fibras ópticas são muito finas (com diâmetro menor que o de um fio de cabelo) em que a luz passa por um caminho determinado. No caso do bacteriosensor , elas são feitas de plástico, devido ao baixo custo e à facilidade de manuseio, mas elas também podem ser feitas de vidro.

Depois que a fibra óptica entra em contato com a água, os antígenos das bactérias presentes na amostra reagem com os anticorpos do sensor. Antígenos e anticorpos são moléculas que se encaixam, com se fossem uma chave e sua fechadura. Por isso um anticorpo específico só pode se associar ao antígeno de determinada bactéria. Essa ligação faz com que os microrganismos fiquem colados à fibra. Ao passar pela fibra, a luz sofre uma interferência. A análise da distorção permite apontar a quantidade de bactérias na amostra.

Atualmente o bacteriosensor identificou apenas a Escherichia coli – um tipo de coliforme fecal que funciona como indicador da qualidade da água. É necessário fazer mais de um teste para verificar a existência de outras espécies de microrganismos, porque o aparelho identifica apenas a bactéria de um antígeno específico, ou seja, uma de cada vez.

“É preciso saber exatamente que bactéria está sendo procurada”, conta o engenheiro elétrico Marcelo Werneck, coordenador do Laboratório de Instrumental e Fotônica (LIF), vinculado à Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia (Coppe), onde o projeto está sendo desenvolvido. ”Começamos com a análise da água porque essa é uma questão fundamental. A quantidade de E. coli indica, por exemplo, se a água entrou ou não em contato com o esgoto.”

Gasolina batizada
O bacteriosensor pode ser usado para identificar não só bactérias, como também outras substâncias. Por isso o dispositivo poderá ser usado para analisar alimentos e medicamentos, bem como sangue e urina. “O aparelho poderá verificar, por exemplo, se a gasolina está batizada”, diz o pesquisador. Werneck apresentou o projeto no Workshop Internacional de Fibras Ópticas Plásticas, que reuniu em abril vários especialistas na área no Rio de Janeiro.

Os pesquisadores têm grande interesse em viabilizar o uso desse aparelho para as pessoas em geral, e não apenas para os laboratórios. “Pretendemos fazer com que o bacteriosensor possa ser usado por qualquer um”, conta Werneck. “Seria um aparelho portátil que tornaria possível, por exemplo, ir à praia e saber como está a qualidade da água antes de entrar no mar”.

Até o fim do ano os pesquisadores já terão um protótipo pronto para identificar a E. coli , mas não sabem quando o aparelho poderá chegar ao mercado. “Por enquanto o dispositivo é uma fibra montada em laboratório, temos que desenvolver um aparelho propriamente dito ainda”, explica. Depois começaremos a trabalhar na identificação de outros tipos de bactérias.”

Uma primeira versão do sensor, que identificava a E. coli por meio da presença de nutrientes específicos de dessa bactéria e antibióticos para impedir o desenvolvimento dos outros tipos, foi patenteada. O LIF já entrou com o pedido de patente para esse método mais específico, que utiliza a relação antígeno/anticorpo. “Antes o processo de identificação demorava cerca de cinco horas. Queremos que esse tempo se reduza a minutos e a relação antígeno/anticorpo –muito mais específica que a relação entre o organismo e o nutriente – tornou possível essa diminuição”, conta Werneck. 

Franciane Lovati
Ciência Hoje On-line
11/05/2006