Objetivos

O controlo analítico de contaminantes alimentares implica, num contexto industrial, a utilização de metodologias robustas e altamente sensíveis, capazes de fornecer resultados fiáveis num curto espaço de tempo. Assim, há uma necessidade de desenvolver sensores portáteis ultrassensíveis que não só facilitem a automação de testes e a sua integração dentro dos sistemas de monitorização da indústria de alimentos, mas também permitam a detecção e/ou quantificação com um rápido desempenho, evitando um prolongado período de espera, característico de algumas técnicas convencionais. Idealmente, os dispositivos baseados em sensores deverão apresentar elevados níveis de confiabilidade, selectividade e especificidade, serem reutilizáveis e de baixo custo. O objetivo desta atividade é o desenvolvimento de sensores miniaturizados "lab-on-a-chip" para análise em tempo real (point-of-care), sensíveis, rápidos e portáteis, que permitam a detecção de diferentes analitos ou microorganismos através da aplicação de tecnologias capacitadoras (KETs) como a nanotecnologia.

Estratégias

Propõe-se o desenvolvimento de diferentes acções com base nos diferentes contaminantes de interesse. Os sensores a desenvolver baseiam-se em 3 diferentes abordagens analíticas e uma vez concluídos serão integrados em protótipos que serão avaliados em condições reais.
1. Sensores baseados em espectroscopia de dispersão Raman aumentada por superficie (SERS)
Trata-se de uma técnica analítica utrasensível, baseada no aumento de sinal Raman experimentado por uma molécula devido ao acoplamento do seu modo vibracional com o campo eléctrico gerado por uma nanoestrutura metálica, normalmente de ouro ou prata, por excitação com luz de energia apropriada. O objetivo desta acção será o desenho de sensores baseados em SERS para a detecção indirecta de biofilmes de Listeria.
2. Sensores baseados em "quantum dots" (QDs)
A fluorescência dos QDs e a sua fácil funcionalização torna-os excelentes candidatos para o fabrico de sensores ultrasensíveis e altamente específicos. A estratégia passa pelo desenvolvimento de quimiosensores baseados em QDs em solução ou imobilizados em suportes sólidos para a detecção de alergénios e de micotoxinas.
3. Sensores LoC baseados em citometría de fluxo
Propõe-se um sensor para a análise de fitoplâncton que terá como base um sistema de citometria de fluxo baseado em microfluídica. O chip será fabricado usando técnicas de litografia suave com elevada resolução que permitirá o fluxo de fitoplâncton nos microcanais. Esta técnica tem vantagens únicas em comparação com outras técnicas litográficas, como baixo custo, versatilidade, biocompatibilidade, etc. O sistema de detecção incluirá uma fonte de luz, um fotodetector CMOS, filtros ópticos, permitindo as medições de transmitância e fluorescência. Toda a eletrônica para de controlo dos diversos elementos como conversores D/A e D/A será também desenvolvida, bem como todo o software necessário. O "chip" incluirá micro-bombas e válvulas para garantir um sistema de medição em tempo real, confiável e segura.


Resultados Esperados

O desenvolvimento de soluções rápidas, automatizadas e fiáveis para a detecção de diferentes tipos de contaminantes resultará num enorme benefício para a indústria agro-alimentar e para os organismos reguladores. Torna possível acções preventivas relativas à utilização de matérias-primas defeituosas, o que levará a impactos importantes a nível económico e a nível da garantia de segurança para o consumidor. Prevê-se o patenteamento das tecnologias desenvolvidas e a sua comercialização de uma forma que garanta a generalização do seu uso por parte da generalidade das empresas trans-fronteiriças do sector alimentar.