Dispositivos microfluídicos à base de papel para determinação cobre em cachaça

Abstract

Neste trabalho, foram desenvolvidos dispositivos microfluíficos à base de papel (µPADs), almejando dois propósitos: i) propor um método que possibilite identificar, por meio de um sistema point of care, de modo simples e rápido, a presença da contaminação de Cu 2+ em cachaça nos próprios alambiques onde são fabricadas, e, por último, ii) quantificar o teor da substância através dos dispositivos construídos, sob o auxílio de um smartphone. Os microdispositivos foram funcionalizados com cuprizona e por meio de um planejamento experimental Box-Behnken o método foi otimizado com intuito de se obter as melhores condições reacionais. Embora, recentemente, o nosso grupo tenha desenvolvido diversas metodologias para a determinação de contaminantes em cachaça empregando smartphones, estas não se disseminaram no ambiente de produção, sobretudo em virtude da resistência à compra de reagentes e micropipetas, além dos obstáculos referentes à manipulação do smartphone como uma ferramenta analítica. Desta feita, pela primeira vez, o respectivo trabalho propõe um dispositivo microfluídico à base de papel para identificação de Cu 2+ em cachaça, que, em razão da simplicidade e alta portabilidade, pode ser facilmente inserido no meio produtivo, permitindo aos próprios produtores, de modo rápido e seguro, realizar as análises necessárias das cachaças fabricadas. O método obteve sucesso em ambas as condições propostas, uma vez que, a partir da análise qualitativa, alcançou-se acurácia de 93% nas respostas dos analistas em relação à possibilidade de contaminação das amostras com o metal de interesse. Ademais, por meio do método quantitativo, foi possível determinar o teor do metal em nível de concordância estatística com o método de referência.

In this work, microfluidic paper-based devices (μPADs) were developed, aiming at two goals: i) to propose a method that allows to identify, through a point of care system, in a simple and fast way, the presence of contamination of Cu 2+ in cachaça, in the stills where they are manufactured, and, finally, ii) quantify the content of the substance through the devices built, through a smartphone. The microdevices were functionalized with cuprizone and through a Box-Behnken experimental design the method was optimized with the purpose of obtaining the best reactional conditions. Although our group has recently developed several methodologies for the determination of contaminants in cachaça using smartphones, they have not spread in the production environment, mainly due to resistance to the purchase of reagents and micropipettes, as well as obstacles related to the manipulation of the smartphone as an analytical tool. This time, for the first time, the paper proposes a paper-based microfluidic device for the identification of Cu 2+ in cachaça, which, due to the simplicity and high portability, can be easily inserted into the productive environment, allowing producers, in a fast way and safe, to carry out the necessary analyzes of the manufactured cachaças. The method was successful in both conditions, since, from the qualitative analysis, 93% accuracy was obtained in the analysts' responses regarding the possibility of contamination of the samples with the metal of interest. In addition, through the quantitative method, it was possible to determine the content of the metal at the level of statistical agreement with the reference method.