Batteri e carta: il biosensore low cost per scoprire se l’acqua è contaminata

A Barcellona hanno inventato un biosensore, a basso costo, fatto di carta assorbente e ricoperto da uno strato di batteri. Serve a scoprire se l'acqua (qualunque tipo) è contaminata.

Per valutare la qualità e la sicurezza dell’acqua è fondamentale essere in grado di rilevare i contaminanti. Le analisi chimiche sono strumenti preziosi, ma di fronte a campioni complessi, in cui potrebbero esserci più contaminanti differenti, un biosensore potrebbe essere la scelta migliorePermette di vedere gli effetti dell’acqua su un “elemento biologico” come un gruppo di proteine, ad esempio degli enzimi, oppure sui parametri vitali di un organismo che conosciamo bene e quindi possiamo monitorare facilmente.

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Una misurazione particolare

È proprio quello che hanno fatto gli scienziati della Universitat Autonoma de Barcelona, inventando un biosensore a basso costo composto principalmente di carta assorbente (ampiamente usata in chimica, ad esempio per le cartine tornasole) e ricoperto da uno strato di batteri.

La misurazione viene fatta attraverso un’analisi colorimetrica e richiede tra i 15 e i 30 minuti.

La carta cambia colore in base all’intensità del metabolismo dei batteri, che è inversamente proporzionale alla tossicità del campione di acqua. In pratica più netto è il cambiamento di colore meno sarà contaminata l’acqua, e come vedete nella foto è possibile verificarlo a occhio nudo.

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Una tecnica semplice ed economica

Il batterio usato per il biosensore è la specie Escherichia coli, che anche in Italia è diventata tristemente famosa per la possibilità di causare intossicazioni alimentari ma in realtà vive normalmente nell’intestino degli animali a sangue caldo, esseri umani compresi.

È un organismo modello molto usato in biologia da oltre 50 anni, grazie alla facilità con cui si può far crescere in laboratorio.

La tecnica grazie alla quale Escherichia coli ci comunica la contaminazione dell’acqua è semplice quanto economica. In realtà è molto simile alle strisce di carta che si usano per misurare il pH dell’acqua (che chi ha un acquario in casa conosce molto bene): il campione viene aggiunto alla carta insieme a un agente colorante, che cambia colore dal giallo a un limpido trasparente una volta che i batteri hanno iniziato il loro metabolismo.

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Un biosensore per tutte le acque

Secondo Ferran Pujol, che ha coordinato il lavoro dei colleghi durante la sua tesi di PhD (e di cui ha fatto domanda di brevetto), il biosensore può essere sfruttato con tutti i tipi di acque, da quelle naturali e urbane fino alle acque di scarico industriali, per identificare contaminanti come gli idrocarburi, ad esempio il benzene o il petrolio.

Non c’è dubbio che una tecnica rapida, efficace e poco costosa, che nel giro di mezz’ora fornisce una risposta, possa rivelarsi utile in molte occasioni comprese emergenze quali gli sversamenti di idrocarburi. E non serve andare nel Golfo del Messico post Deepwater Horizon per trovare un esempio, visto l’incidente che poco tempo fa ha colpito Genova.

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L’importanza di un bene davvero prezioso

Ma servirsi di un materiale semplice ed economico come la carta, senza la necessità di strumenti complessi o costosi -né per il test né per la lettura dei risultati- rende i biosensori come questo un’ottima soluzione soprattutto per i contesti in cui le risorse economiche sono limitate.

Ad esempio i paesi in via di sviluppo, dice Pujol. Di recente (era il 22 marzo) come ogni anno si è celebrato il World Water Day, la Giornata Mondiale dell’Acqua, istituita dall’ONU che ci ricorda di non dare per scontata la risorsa più importante del pianeta: ancora oggi sono 750 milioni le persone che non hanno accesso ad acqua potabile. E secondo i dati dell’Unicef, ogni giorno mille bambini muoiono per patologie legate alla contaminazione dell’acqua.

@Eleonoraseeing