Uma nova sonda óptica baseada em nanopartículas de luminescência persistente desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Chengdu e da Universidade de Tecnologia de Hefei oferece uma solução inovadora para detectar peróxido de hidrogênio (H₂O₂) com alta sensibilidade e sem interferência de autofluorescência. A tecnologia, detalhada em um estudo publicado na Food Quality and Safety (DOI: 10.1093/fqsafe/fyaf040), oferece capacidades de detecção quantitativa baseada em instrumentos e visualização direta a olho nu, tornando-a particularmente valiosa para monitoramento rápido no local em ambientes com recursos limitados.
O peróxido de hidrogênio serve como desinfetante crítico e agente oxidante em múltiplas indústrias, incluindo processamento de alimentos, farmacêutica e produtos de consumo. No entanto, resíduos excessivos apresentam preocupações significativas de saúde e segurança, podendo degradar nutrientes, danificar tecidos, causar irritação gastrointestinal e aumentar o risco de câncer. Métodos convencionais de detecção, como sensoriamento eletroquímico, sondagem por fluorescência e ensaios baseados em enzimas, frequentemente requerem equipamentos especializados, excitação contínua ou preparação complexa de amostras, enquanto a autofluorescência de fundo em amostras alimentares e biológicas frequentemente compromete a clareza e precisão do sinal.
A sonda PLNPs@MnO₂ recém-desenvolvida consiste em nanopartículas de luminescência persistente ZnGa₂O₄:Cr de infravermelho próximo uniformemente revestidas com uma camada de dióxido de manganês. Em seu estado inicial, a camada de MnO₂ efetivamente extingue a luminescência através de transferência eletrônica interfacial, criando um sinal desligado. Quando exposta ao H₂O₂ em condições levemente ácidas, o MnO₂ reduz rapidamente a Mn²⁺, interrompendo o caminho de extinção e restaurando imediatamente a brilhante luminescência persistente vermelha. Este mecanismo alcança um limite de detecção de 0,079 μmol/L, significativamente mais sensível do que muitos sensores convencionais de fluorescência ou eletroquímicos.
A tecnologia demonstra características de desempenho excepcionais, incluindo alta seletividade contra íons comuns, açúcares, aminoácidos e proteínas, juntamente com excelente reprodutibilidade e estabilidade de lote. Testes em aplicações do mundo real, incluindo água engarrafada, leite e soluções para lentes de contato, produziram taxas de recuperação variando de 90,56% a 109,73%, confirmando confiabilidade em diversas matrizes de amostras. A luminescência vermelha restaurada pode ser reconhecida visualmente sob iluminação UV, permitindo detecção em placas planas ou substratos de papel sem requerer instrumentos sofisticados.
A inovação aborda limitações de longa data no sensoriamento óptico ao eliminar a interferência de autofluorescência, que tradicionalmente prejudicava a precisão da detecção em matrizes alimentares e biológicas complexas. Ao utilizar luminescência persistente em vez de fluorescência convencional, o método produz sinais limpos e de alto contraste sem requerer excitação contínua. Esta estratégia de detecção livre de autofluorescência oferece vantagens práticas para monitoramento de segurança alimentar, inspeção ambiental e ensaios biomédicos, com potenciais aplicações futuras incluindo integração em embalagens inteligentes, sensores químicos vestíveis e sistemas de alerta de contaminação em tempo real. A pesquisa original está acessível em https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyaf040.
Este avanço tecnológico representa um passo significativo para apoiar ambientes de processamento mais seguros e melhorar a garantia de qualidade de produtos de consumo. Ao simplificar e acelerar a detecção de H₂O₂, a plataforma atende necessidades críticas em múltiplos setores onde monitoramento rápido e confiável é essencial para proteção da saúde pública e controle de qualidade. A capacidade de realizar detecção sensível sem equipamento de laboratório torna a tecnologia particularmente transformadora para aplicações de campo e regiões em desenvolvimento onde o acesso a instrumentação analítica é limitado.
