Wearable sensors made with solution-blow spinning poly(lactic acid) for non-enzymatic pesticide detection in agriculture and food safety

Autor(es)

Paschoalin, Rafaella T. ; Gomes, Nathalia O. ; Almeida, Gabriela F. ; Bilatto, Stanley ; Farinas, Cristiane S. ; Machado, Sergio A. S. ; Mattoso, Luiz H. C. ; Oliveira Jr, Osvaldo N. ; Raymundo-Pereira, Paulo A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOSENSORS & BIOELECTRONICS; v. 199, p. 7-pg., 2022-03-01.

Resumo

On-site monitoring the presence of pesticides on crops and food samples is essential for precision and postharvest agriculture, which demands nondestructive analytical methods for rapid, low-cost detection that is not achievable with gold standard methods. The synergy between eco-friendly substrates and printed devices may lead to wearable sensors for decentralized analysis of pesticides in precision agriculture. In this paper we report on a wearable non-enzymatic electrochemical sensor capable of detecting carbamate and bipyridinium pesticides on the surface of agricultural and food samples. The low-cost devices (<US$ 0.08 per unit) contained threeelectrode systems deposited via screen-printing technology (SPE) on solution-blow spinning mats of poly (lactic acid) (PLA). The flexible PLA/SPE sensors can be used on flat, curved and irregular surfaces of leaves, vegetables and fruits. Detection was performed using differential pulse voltammetry and square wave voltammetry with detection limits of 43 and 57 nM for carbendazim and diquat, respectively. The wearable non-enzymatic sensor can discriminate and quantify carbendazim and diquat on apple and cabbage skins with no interference from other pesticides. The use of such wearable sensors may be extended to other agrochemicals, including with incorporation of active bio (sensing) layers for online monitoring of any type of agricultural products and foods. (AU)

• Processo FAPESP: 20/09587-8 - Desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos baseados em nanoestruturas de carbono e prata para a detecção de interferentes endócrinos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Nathalia Oezau Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas
• Beneficiário: Roberto de Campos Giordano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 19/01777-5 - Confecção de dispositivos eletroquímicos descartáveis compostos por nanoesferas ocas de carbono e nanofios de carbono decorados com nanopartículas de prata para a quantificação de interferentes endócrinos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Sergio Antonio Spinola Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/10899-4 - Aproveitamento da biomassa lignocelulósica residual do processamento de etanol 2G para obtenção de nanocelulose via rota enzimática
• Beneficiário: Stanley Endrigo Bilatto Rodrigues
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/01919-6 - Design e fabricação de dispositivos flexíveis nanoestruturados para detecção de biomarcadores
• Beneficiário: Paulo Augusto Raymundo Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/18725-2 - Nanofibras híbridas com estruturas núcleo-casca e Janus obtidas por fiação por sopro em solução
• Beneficiário: Rafaella Takehara Paschoalin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado