Biosensor multi-espectral basado en “microcantilevers” piezoresistivos para la cuantificación simultánea de los pesticidas carbaril, metiocarb, diazinón, fenitrotión, tiabendazol y TCP (Ref. CONACYT 2020-618306)


El control de plagas en la agricultura se lleva a cabo mediante insecticidas, fungicidas o herbicidas. Estos reactivos se resumen comúnmente en el concepto: pesticidas. Los pesticidas de origen químico evidencian consecuencias peligrosas para la salud y el medio ambiente. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Red Internacional de Acción contra los Pesticidas (PAN internacional), los pesticidas con una o más características intrínsecas peligrosas evidencian, 1) una toxicidad aguda capaz de causar daños a la salud a corto plazo, 2) una toxicidad crónica con efecto a largo plazo, que conduce al desarrollo de cáncer, mutaciones genéticas, daños reproductivos, alteraciones hormonales, humanas, etc., y 3) efectos ambientales nocivos principalmente en organismos acuáticos y polinizadores. Actualmente, 183 pesticidas que el PAN internacional considera altamente peligrosos se encuentran autorizados en México, como se evidencia en el catálogo oficial de la COFEPRIS en 2016, de los cuales el 77% están prohibidos en otros países. En México, estos reactivos se utilizan en agricultura intensiva, es decir, monocultivos a escala comercial para exportación, cadenas de mercado de agro-negocios y cultivos a pequeña escala, también en campañas forestales, industriales, domésticas e incluso en campañas de salud pública. En México, las principales causas de mortalidad posicionaron el envenenamiento por pesticidas en la novena posición con 245 muertes reportadas entre 2015 y 2016. Las entidades federales más afectadas son Culiacán, Sinaloa, el valle de Yaqui en Sonora, Estado de México, Guanajuato, Campeche, Yucatán y Chiapas, sin embargo, el panorama de los pesticidas en México ha empeorado en los últimos años. Está bien reportado que alrededor del 80.7% de los pesticidas registrados por compañías y del sector privado tienen una validez indeterminada, lo que significa que la mayoría de los pesticidas se usan sin el monitoreo o control adecuado, y se pierde la oportunidad de mejorar la evidencia científica. Además, el uso desmedido de pesticidas altamente peligrosos representa un grave riesgo para la salud humana y el medio ambiente, transgrede varios derechos humanos, como la vida, disfrutar del más alto nivel posible de salud, dignidad alimentaria, protección de niños y trabajadores.

Este proyecto propone el desarrollo de un biosensor multi-espectral para detectar y cuantificar simultáneamente los pesticidas carbaril, metiocarb, diazinón, fenitrotión, tiabendazol y el biomarcador TCP en agua, orina, jugo de frutas y miel. Para lograr este proyecto, se han propuesto cinco etapas (hitos), que incluyen 1) un modelo simulado estático y dinámico del transductor (cantilévers) mediante la técnica de elementos finitos, 2) el desarrollo del prototipo del transductor mediante protocolos de microfabricación, 3) una celda de flujo para el prototipo de biosensor multi-espectral, que permitirá la adquisición de las señales de respuesta a partir de las reacciones inmunológicas en la superficie de los transductores, 4) los protocolos biológicos para funcionalizar, inmovilizar, calibrar (dosis/respuesta) y obtener una curva de calibración de los transductores durante la detección de los pesticidas de interés y 5) la validación del biosensor multi-espectral, mediante el uso de muestras relevantes, como orina, agua, jugo de frutas y miel.

  • El proyecto se ha iniciado muy recientemente, por lo que todavía no ha producido resultados
  • El Ci2B participa como suministrador exclusivo de los inmunorreactivos (conjugados de ensayo y anticuerpos monoclonales) para los seis pesticidas diana, imprescindibles para desarrollar los inmunoensayos integrados en el biosensor multianalito

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  • Equipo de trabajo: (en el Ci2B - Inmunotecnología) Montoya Baides, Angel Manclús Císcar, Juan José
  • Duración 36 meses (01/01/2021 - 31/12/2023)
  • Entidad Financiadora: CoNaCyT (México)
  • Colaboraciones: Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI), Santiago de Querétaro, Qro (México)